Структурный анализ систем. Вепольный анализ. ТРИЗ - стр. 11
Двойной веполь
Двойной веполь образуется соединением простых веполей. Схема двойного веполя представлена схемой (3.40)
Задача 3.8. Разлив жидкого металла
Условия задачи
Разлив жидкого металла В>1 из ковша В>2 осуществляется из донного отверстия (рис. 3.12) под действием гравитации П>1. 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 П>2 – перейти к двойному веполю (3.42).
Гидростатический напор регулируют высотой h столба жидкого металла над отверстием разливочного ковша, вращая П>2 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:
В>1 – воздух;
В>2 – пыль;
П>1 – воздушный поток;
В>3 – 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:
В>1 – воздух;
В>2 – пыль;
П>1 – воздушный поток;
П>2 – центробежные силы.
Можно усовершенствовать это решение.
Недостаток рассмотренного циклона состоит в том, что мелкая пыль не долетает до пылесборника, а оседает на стенках вытяжной трубы (вытяжки). Поэтому приходится циклон время от времени останавливать и чистить трубу.