Структурный анализ систем. Вепольный анализ. ТРИЗ. Владимир Петров

простых веполей. Схема двойного веполя представлена схемой (3.40)

      Задача 3.8. Разлив жидкого металла

      Условия задачи

      Разлив жидкого металла В₁ из ковша В₂ осуществляется из донного отверстия (рис. 3.12) под действием гравитации П₁. Вепольная структура данной системы представлена в виде (3.40).

      Рис. 3.12. Разлив жидкого металла

      Такой разлив осуществляется неравномерно, так как зависит от высоты h столба жидкого металла (от гидростатического напора). Как сделать разлив равномерным?

      Разбор задачи

      Чтобы сделать разлив равномерным, необходимо компенсировать действие силы гравитации, т. е. воздействовать еще одним полем П₂ – перейти к двойному веполю (3.42).

      Гидростатический напор регулируют высотой h столба жидкого металла над отверстием разливочного ковша, вращая П₂ металл в ковше (рис. 3.13), например, электромагнитным полем8.

      При вращении металла в ковше в зависимости от скорости вращения образуются параболы различной формы (пунктирные линии на рис. 3.13). Максимальная высота h_max, когда нет вращения (скорость вращения V_o = 0). Максимальной скорости вращения (V_max) должна соответствовать усеченная парабола, когда над отверстием отсутствует металл (h_min = 0) и, следовательно, он не выливается. Таким образом, можно регулировать расход металла через донное отверстие разливочного ковша.

      Рис. 3.13. Вращение жидкого металла

      Смешанный веполь

      Смешанный веполь представляет собой сочетание цепного (3.36) и двойного (3.40) веполей или соединение двух двойных веполей (3.40).

      Переход от цепного веполя к смешанному показан на схеме (3.43), а переход от двойного к смешанному – на схеме (3.44).

      Пример 3.9. Фильтр

      Для очистки воздуха в производственных помещениях используют громоздкие фильтры. В вепольном виде это можно представить (3.45).

      Где:

      В₁ – воздух;

      В₂ – пыль;

      П₁ – воздушный поток;

      В₃ – фильтр.

      Это модель внутреннего комплексного веполя.

      Следующий шаг в развитии систем очистки воздуха – это использование циклона (рис. 3.14). В циклоне загрязненный воздух раскручивается с большой скоростью, частички пыли, висящие в воздухе, отбрасываются к стенкам за счет центробежных сил, ударяются о них и падают в пылесборник.

      Рис. 5.10. Циклон

      В этом решении использован двойной веполь, по схеме (3.40).

      Где:

      В₁ – воздух;

      В₂ – пыль;

      П₁ – воздушный поток;

      П₂ – центробежные силы.

      Можно усовершенствовать это решение.

      Недостаток

8

А. с. 275 331.