Портал функционирует при финансовой поддержке Федерального агентства по печати и массовым коммуникациям.

Страницы: Пред. 1 ... 17 18 19 20 21 ... 25 След.
RSS
Возможна ли теория изобретений, имеющая практическое значение?, О процессах практического создания изобретений, нового продукта - главной ценности технической цивилизации.
Конструкторское и технологическое воплощение новации.
Совокупность установленных физических свойств иного, противоположного назначения составляет систему свойств, которая наиболее соответствует схеме помощи (усиления) эффективности и является ее физическим воплощением. Эта схема является эталоном, на реализацию которого ориентируются при всех последующих действиях конструкторского и технологического плана. Все физические свойства по смыслу и описанию содержат в себе общую характеристику средства, способного осуществить действие этого физического свойства. Для конструирования конфигурации средства, пригодного для осуществления действия требуемого физического свойства, применяют способы и меры конструкторского и технологического характера над частями прототипа, приводящие к  образованию у них требуемого физического свойства. Меры должны обеспечивать стыковку нового физического свойства с оставшимися без изменения физическими свойствами прототипа. По характеристике требуемого физического свойства определяются  необходимые изменения в устройстве, процессе, материале объекта изобретения. С помощью них  достигается получение результата от действия данного физического свойства. Меры содержат конструкторский и технологический переход от средств, противодействующих эффективности, к средствам содействующим эффективности. Меры представляют собой результат конструктивного противоположения тех частей прототипа, из которых исходит помеха (угнетение) эффективности. Полученный в результате характер мер определяет необходимые изменения в прототипе, а по ним составляется общая схема устройства объекта изобретения в виде совокупности необходимых и достаточных конструкторских и технологических изменений в устройстве, процессе, материале. Например, активное гидравлическое сопротивление винта в сепараторе связано с его сплошным, непроницаемым для потока рабочей среды материалом. Противоположение физических свойств материала винта обращает их в противоположные свойства: не сплошной, проницаемый для рабочей среды материал. Это те общие параметры, на которые ориентируются в действиях конструкторского и технологического плана. Меры конструкторские заключаются в выборе подходящего пористого материала выпускаемого промышленностью, пригодного для изготовления винта. Допустим, выбран металлический сеточный материал. Меры технологические заключаются в определении технологии изготовления винта из сеточного материала, исходя из технологических возможностей выбранного материала. Металлическая сетка легко режется, гнётся и сваривается контактной сваркой.  Итак, конструкторские и технологические изменения являются материализованным аналогом воплощения действия новой системы физических свойств, или объектным аналогом причин, способствующих получению необходимой пользы в требуемых объёмах. Принципы конструирования изменений основаны на законе подчинения следствия причине, на прямой связи между изменением и его результатом, на устойчивости связи между физическим свойством и результатом его действия. С помощью данных принципов проверяется достоверность принятых конструктивных изменений, а также даётся оценка их эффективности. Конструкторские и технологические  изменения, выполненные на отдельных частях технического объекта – прототипа, из которых исходит помеха (угнетение) эффективности, образуют материальную ценность изобретения и долю того нового, изменённого в объекте изобретения, которая получена в результате этих изменений. На неё распространяется объём прав автора изобретения. Оставшаяся неизменной, часть исходного объекта изобретения составляет долю преемственности прототипа и изобретения. Преемственность нового продукта и исходного обеспечивает эксплуатационную пригодность нового по внешним параметрам применения прежнего. Поэтому, конструктивно слагая все изменения с остальными частями прототипа, необходимо сохранять в неизменности эту часть продукта, (если нет иных требований к ней) которая обеспечивает эксплуатационная пригодность созданного изобретения. Конструктивное сложение измененной и оставшихся без изменений частей объекта изобретения в единое целое осуществляется путем согласования их функций и образования у них элементов соединения. Синтезированный таким образом технический объект является воплощением нового принципа, новой схемы его устройства, наиболее соответствующей схеме помощи (усиления) эффективности в получении необходимой пользы в требуемом объёме. Как только новый технический объект схематически сконструирован и технологически осуществлён, изменения из новации переходят в разряд сущности потенциального изобретения. Все существенные и отличительные от исходного прототипа признаки становятся признаками созданного изобретения. Указанные признаки соответствуют воплощению схемы помощи (усиления) эффективности и подтверждают причинно – следственную связь с достигаемым результатом, а, значит, являются достаточными для его достижения. Используя признаки новой схемы технического объекта, проводится необходимый патентный поиск и проверка  наличия у потенциального изобретения новизны. При наличии новизны приступают к оформлению заявки в Патентное ведомство, исходя из того, что изобретение является высшей ценностью технической цивилизации и это необходимо для закрепления авторского права на изобретение. Для этого составляется описание изобретения с полнотой достаточной для его осуществления. Составляются графические материалы, поясняющие сущность изобретения. Составляется формула изобретения, определяющая объём правовой охраны. Заявленное изобретение, поступив Патентное ведомство, получает приоритет и может быть опубликовано в официальном бюллетене. Работа с экспертизой Патентного ведомства по заявке на выдачу патента осуществляется в соответствии с патентным законодательством вплоть до получения патента или отказа в выдаче патента. Решение экспертизы о выдаче патента является формальным признанием нового продукта изобретением. В промышленности материалы заявки вместе с расчетами используются для оформления технического задания (ТЗ) на эскизную и опытно – конструкторскую разработку моделей, образцов нового изделия, нового потребительского продукта. Составляются и проводятся программы экспериментальных исследований и испытаний с целью отработки конструкции и создания на их основе полноценного потребительского продукта пригодного к серийному производству и к эксплуатации в условиях необходимых Потребителю. Заключаются договора с Заказчиком и Производителем на изготовление нового продукта в требуемом объеме для поставок Потребителю. Результаты эксплуатации продукта у Потребителя и итоги периодических испытаний у Производителя могут стать исходной базой для последующего качественного изменения продукта в соответствии с данной стратегией создания изобретений. Например.
Сепаратор влаги. Стандартная конструкция сепаратора влаги для систем кондиционирования воздуха на летательных аппаратах, состоящая из направляющей магистрали, винта, сепарационного канала и собирающей влагу камеры, не обеспечивает эффективную сепарацию влаги в условиях, когда диаметр магистрали Ду100 и более. (Рис. 2)

Исследование этого объекта изобретения показало следующее. Лопасти винта имеют максимальный угол закрутки, что приводит к предельным значениям гидравлического сопротивления потоку рабочего воздуха. Воздушный поток, закрученный таким винтом, имеет на выходе значительную энергию вращения, которая  тратится лишь на восстановление первоначального движения. Влияние магистрали на этот процесс предельно пассивное, в результате чего, процесс восстановления первоначального скоростного напора идёт предельно медленно. За винтом создаётся обширная и активная область пониженного давления и турбулентности, снижающая эффективность сепарации. На входе в сепаратор скоростной напор поступающего воздушного потока по сечению магистрали неравномерный: послойно снижается от центра к периферии. Счётная концентрация частиц влаги инерционного и неинерционного размера в единице объёма воздуха изменяется по сечению магистрали: инерционные частицы концентрируется в основном на периферии, а неинерционные - в центре. Послойное разделение потока влажного воздуха по скоростному напору воздуха и по размеру частиц влаги не сохраняется при закручивании потока винтом. Активное перемешивание установившихся слоёв поступающего воздуха снижает эффективность сепарации влаги. Аэрозоль, движущийся по  центру сечения магистрали, имеет максимальное согласование с воздушным потоком, как по скорости, так и по направлению, благодаря чему он огибает центральную часть винта и проникает в выходную часть сепаратора. В выходящем из сепаратора потоке преобладает предельно избыточная доля остаточной влаги и мелкодисперсного аэрозоля, не поддающегося механической сепарации. Траектория переноса влаги от задней кромки лопастей винта до сепарационного канала задана с избыточным запасом расстояния для надёжного образования валика жидкости, который под действием закрученного потока воздуха перемещается по спирали в сепарационный канал. В сепарационном канале поддерживается значительное давление мешающее проходу жидкости в камеру для сбора влаги.
Схема помех (угнетения) эффективности сепарации влаги из воздушных потоков для магистрали  Ду100 и более составлена по ходу воздушного потока в последовательности образования помех.
Активное перемешивание  установившихся слоёв потока влажного воздуха при его закручивании.
Предельно максимальное гидравлическое сопротивление потоку создаваемое винтом.
Избыточное действие центробежных сил, создаваемое лопастями винта.
Низкое отклоняющее воздействие центральной  части винта на воздушный поток.
Обширная и активная область пониженного давления и турбулентности за винтом.
Значительный путь  перемещения влаги от задней кромки винта до сепарационного канала.
Значительное давление в сепарационном канале мешающее проходу жидкости.
Медленное восстановление первоначального скоростного напора потока на выходе из сепаратора.

Для перехода к схеме помощи (усиления) эффективности сепарации влаги указанные качественные характеристики с помощью действия противоположения представляют в следующих формулировках противоположного значения.
Активное сохранение установившихся слоёв потока влажного воздуха при их закручивании.
Предельно минимальное гидравлическое сопротивление потоку создаваемое винтом.
Достаточное действие центробежных сил, создаваемое лопастями винта.
Значительное отклоняющее воздействие центральной части винта на воздушный поток.
Узкая область пониженного давления и турбулентности за винтом.
Короткий путь перемещения влаги от задней кромки винта до сепарационного канала.
Низкое давление в сепарационном канале способствующее проходу жидкости.
Быстрое восстановление первоначального скоростного напора потока на выходе из сепаратора.

Практический ход физического воплощения этой схемы представляется в следующем изложении. Центральный и периферийный слои, установившиеся в потоке влажного воздуха, обусловлены его ламинарным течением, симметричностью формы сечения магистрали и размерами её диаметра.  Слои по сечению потока имеют разграничение  по  концентрации частиц влаги инерционного и неинерционного размера и величине скоростного напора, которое может быть нарушено любым воздействием и не является препятствием для проникновения частиц слоёв друг в друга. Это свойство неустойчивого  равновесия между слоями не препятствует их активному перемешиванию при закручивании потока влажного воздуха. Для обеспечения активного сохранения послойного течения потока влажного воздуха достаточно противоположить  свойство неустойчивого равновесия слоёв. Противоположение заключается в переходе к устойчивому, жёсткому разграничению слоёв на центральную и периферийную части. Для этого достаточно: центральный слой потока влажного воздуха заключить в магистраль соответствующего  диаметра, а саму магистраль установить концентрично  внутри основной магистрали сепаратора. Предельно максимальное гидравлическое сопротивление потоку создаваемое винтом обусловлено тем, что центральный и периферийный слои потока набегают на  один винт значительного диаметра. Благодаря значительному диаметру и скоростному напору потока  винт создаёт избыточное действие центробежных сил. Противоположение этого свойства винта заключается в переходе к размерам винта меньшего диаметра для каждого слоя потока, создающего достаточное действие центробежных сил необходимое для отделения соответствующего размера частиц влаги. Масштабно винты соответствуют размерам сечения слоёв потока, и имеют меньшее гидравлическое сечение. Значительное отклоняющее воздействие на центральный слой потока влажного воздуха обеспечивается геометрией винта для центральной магистрали. Обширная и активная область пониженного давления за винтом обусловлена значительным диаметром винта. Противоположение этого свойства винта заключается в переходе к минимальным геометрическим размерам винтов для каждого слоя потока влажного воздуха: область за винтом центральной магистрали - минимальна, область за винтом периферийного потока замещается центральной магистралью, оканчивающейся в выходной части сепаратора. Значительный путь перемещения влаги от задней кромки винта до сепарационного канала обусловлен значительным диаметром винта, благодаря  которому влага перемещается вначале от центра винта до поверхности осаждения, а затем, сформировав валик жидкости, движется под действием закрученного потока воздуха по спирали в сепарационный канал. Противоположение этого свойства винта заключается в переходе к минимальным размерам винтов соответствующим сечениям центрального и основного магистралей. Путь от задней кромки винта основной и центральной магистралей до сепарационных каналов минимален.  Влага из сепарационного канала центральной магистрали не может отводить непосредственно в камеру для сбора отделённой влаги сепаратора. Периферийный поток влажного воздуха, обтекающий центральную магистраль над её сепарационным каналом, препятствует непосредственному поступлению отделённой влаги в камеру для сбора влаги. Противоположение этой причины заключается в переходе к режиму, способствующему свободному проходу отделённой влаги из сепарационного канала центральной магистрали в камеру для сбора влаги.  Для этого достаточно расположить сепарационный канал центральной магистрали  непосредственно перед винтом, закручивающим периферийный поток. Статическое  давление периферийного потока движущегося над сепарационным каналом центральной магистрали заведомо ниже, чем в сепарационном канале, что способствует увлечению отделённой влаги из центральной магистрали в периферийный поток влажного воздуха и далее в камеру для сбора влаги.  Поступление влаги из центральной магистрали в периферийный поток влажного воздуха приводит к коагуляции (укрупнению) в ней капель влаги. Укрупнённая таким образом капельная влага эффективней отбрасывается винтом основной магистрали на периферию и по наименьшей траектории направляется в сепарационный канал основной магистрали и далее в камеру для сбора влаги. Значительное отклоняющее воздействие винта центральной магистрали на поток влажного воздуха с помощью  соответствующей его геометрии необходимо для отделения мелкодисперсного аэрозоля, имеющего согласование с воздушным потоком, как по скорости, так и по направлению. Ужесточение геометрии винта центральной магистрали приводит к росту гидравлического сопротивления потоку влажного воздуха, что не соответствует схеме помощи (усиления) эффективности сепарации влаги. Причина заключается в преобладании микроскопических размеров частиц аэрозоля в потоке влажного воздуха.  Для обеспечения минимального гидравлического давления и значительного отклоняющего воздействия винта на частицы аэрозоля достаточно это свойство частиц подвергнуть противоположению и перейти  к частицам влаги большего,  инерционного размера. Недостаток в центральном слое частиц инерционного размера обусловлен физическим дефицитом влаги в потоке.  Противоположение заключается в переходе от дефицита влаги к постоянному и стабильному её избытку в потоке. Восполнение дефицита влаги доступно из любого источника и наиболее подходящим и ближайшим источником влаги является камера для сбора влаги. Имеющийся в потоке дефицит влаги может быть компенсирован уже уловленной влагой, которая накоплена в камере для сбора влаги. Уловленная влага, которую можно направить в центральный поток влажного воздуха, находится в заведомо крупнодисперсной форме. Избыточная и преобладающая доля крупнодисперсной влаги в потоке, содержащем мелкодисперсный аэрозоль, активизирует коагуляцию (укрупнение) капель влаги до инерционного размера. Значительное давление в сепарационном канале основной магистрали, мешающее проходу жидкости, определяется имеющимся  давлением в камере для сбора влаги. Для обеспечения низкого давления в сепарационном канале достаточно противоположить эту причину и перейти к пониженному давлению в камере для сбора влаги. Избыток давления в камере для сбора влаги обусловлен избытком воздуха в замкнутом пространстве камеры, который и мешает проходу отделённой жидкости. Противоположение заключается в переходе от избытка к недостатку воздуха в  пространстве камеры, который способствует проходу отделённой жидкости.  Избыток воздуха, имеющийся в камере для сбора влаги, является  частью рабочего потока воздуха.  Для обеспечения эффективности сепарации влаги  этот избыток воздуха подлежит возврату обратно в поток рабочего воздуха. Статическое давление движущегося потока влажного воздуха заведомо ниже давления в камере для сбора влаги, поэтому для обеспечения в ней пониженного давления достаточно открыть её пространство той части потока воздуха, где статическое давление более низкое. Такой частью является ось симметрии центрального слоя потока рабочего воздуха, где скорость потока выше.  Возврат избытка воздуха из камеры для сбора влаги в поток рабочего воздуха центральной магистрали пригоден  и для доставки туда необходимой части уловленной влаги. Для доставки в поток центральной магистрали  воздушно - водной смеси достаточно установить  трубопровод  рециркуляции, один конец которого размещён в камере для сбора влаги, а другой конец  размещён в потоке влажного воздуха так, что он своим косым отверстием  обращён к оси симметрии винта центральной магистрали.  Трубопровод, установленный прямым или косым отверстием  по ходу потока, как и хорошо известная трубка Пито развёрнутая по ходу потока, обеспечивает понижение давления в трубопроводе рециркуляции ниже статического за счёт эффекта эжекции возникающего на этом конце трубопровода.   Медленное восстановление первоначального скоростного напора потока  обусловлено пассивным влиянием магистрали на гашение энергии вращения рабочего воздуха. Для обеспечения быстрого восстановления первоначального скоростного напора достаточно перейти к активному гашению энергии вращения и основного и центрального потоков. Направление вращения потока определяется направлением закрутки лопастей винта.  Для обеспечения активного и взаимного гашения энергии вращения основного и центрального потоков на выходе из сепаратора достаточно закрутку лопастей винтов основной и центральной магистрали выполнить в противоположных направлениях.  Итак, основное сечение  потока рабочего воздуха делится на центральный и периферийный слои и каждый из них направляется на свое сепарационное устройство. Изменение прототипа состоит из следующих конструктивных изменений: внутри сепаратора размещается дополнительное сепарационное устройство, которое имеет соединение с основным. Недостаток влаги восполняется из камеры для сбора влаги с помощью  трубопровода рециркуляции, а восстановление скоростного напора ускоряется посредством противоположной закрутки лопастей винтов.  Конструктивно слагая указанные изменения с остальными частями сепаратора, синтезируется иная схема его устройства наиболее соответствующая схеме причин, способствующих обеспечению эффективности сепарации влаги.  В результате, указанные изменения из новаций переходят в категорию сущности потенциального изобретения и становятся его существенными и отличительными признаками.
Устройством такой принципиальной схемы стало изобретение по А.С. 1707438 (Рис. 7).

Влагоотделитель содержит в корпусе 1 основное 2 и дополнительное 3 сепарационные устройства, установленные по ходу потока с зазором в виде промежуточного сепарационного канала 4. Основное сепарационное устройство 2 содержит сепарационный канал 5 и коллектор 6, заключенные во влагосборную камеру 7. В полости корпуса 1 перед  дополнительным сепарационным устройством 3 установлен один конец соединительной трубки 8, имеющей скос по ходу потока воздуха, другой ее конец помещен в полость влагосборной камеры 7. Завихритель 9 основного сепарационного устройства 2 и завихритель 10 дополнительного 3 имеют зеркально противоположные направления закрутки лопаток (левое и правое).
Влажный воздух через корпус 1 поступает в основное 2 и дополнительное 3 сепарационные устройства. Перепуск части воздушно – водной смеси из влагосборной камеры 7 в полость корпуса 1 интенсифицирует коагуляцию капель влаги перед дополнительным сепарационным устройством 3. В результате, укрупненная до максимально инерционного размера капельная влага эффективней отбрасывается завихрителем 10 к промежуточному  сепарационному каналу 4. Влажный воздух, обтекая дополнительное сепарационное устройство 3, за счет эффекта эжекции подсасывает влагу из промежуточного сепарационного канала 4 свой поток. Аэрозоль влажного воздуха сталкивается с фрагментами пленочной влаги, поступающей из сепарационного канала 4. Аэрозоль и пленочная влага активно вступают во взаимодействие друг с другом и тем самым интенсифицируют процессы коагуляции капель влаги в этой части потока. Укрупненная до максимально инерционного размера капельная влага эффективней отбрасывается завихрителем 9 к сепарационному каналу 5 и затем направляется во влагосборную камеру 7. Потоки осушенного воздуха, выходящие из основного 2 и дополнительного 3 сепарационных устройств, получают благодаря завихрителям 9 и 10 противоположные направления вращения. Поступая в коллектор 6, потоки без возмущений гасятся и смешиваются в единый поток, который затем направляется в отсеки ЛА.
Формула изобретения. Влагоотделитель, содержащий патрубки, установленные последовательно и с зазором по ходу влажного воздуха, завихритель размещенный внутри первого по ходу воздуха патрубка, трубку установленную одним концом перпендикулярно потоку, а другим – сообщенную с полостью влагосборной камеры имеющей дренажное отверстие в нижней части, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности сепарации влаги, он снабжен корпусом,  коллектором и дополнительным завихрителем, при этом корпус и коллектор установлены последовательно и с зазором по ходу воздуха и заключены в зоне зазора во влагосборную камеру с коаксиально размещенными внутри корпуса патрубками, причем дополнительный завихритель установлен на втором патрубке и закреплен своей периферией к внутренней поверхности корпуса, а трубка, перпендикулярная направлению потока, размещена в полости корпуса перед основным завихрителем, при этом направление закрутки лопаток основного завихрителя противоположно направлению закрутки лопаток дополнительного завихрителя.

Практический ход физического воплощения вышеуказанной схемы имеет вариант другого известного способа восполнения дефицита влаги в центральном потоке влажного воздуха.
Для коагуляции (укрупнения) частиц влаги  аэрозоля центрального потока влажного воздуха может быть применёно специальное устройство – коагулятор. Коагулятор предназначен для смещения спектра частиц мелкодисперсного аэрозоля в сторону доминирования  в потоке частиц влаги инерционного размера. Коагулятор (то есть укрупняющий) это своеобразное сито для мельчайших частиц влаги влажного воздуха и одновременно ее накопитель. Сито составлено из набора мелкоячеистых (0,1 – 0,2 мм2) металлических сеток, которое перекрывает всё сечение потока влажного воздуха. Устройство коагулятора обладает низкой прочностью при  потере проницаемости: в результате роста внешнего давления коагулятор сминается и разрушается.  Для такого рода случаев в коагуляторе предусмотрены дополнительные предохранительные устройства клапанного типа. При интенсивной эксплуатации коагулятору необходимы периодические промывания в моющих растворах и в спирте. За коагулятором неравномерный скоростной напор влажного воздуха становится упорядоченным, счетная концентрация частиц аэрозоля крупного, инерционного размера, становится постоянной, но нестабильной, так как емкость сита невелика. Укрупнение капель влаги осуществляется исключительно текущим счетным количеством (составом) влаги, имеющимся в потоке влажного воздуха. Мелкодисперсный аэрозоль во внутренней структуре коагулятора эффективно задерживается и накапливается, мельчайшие частицы влаги активно взаимодействуют друг с другом и сливаются в крупные капли, которые срываются с поверхности коагулятора и вовлекаются вновь в воздушный поток. Коагулятор, задерживая и накапливая влагу, создает значительное гидравлическое сопротивление воздушному потоку. По этой причине сепараторы с коагулятором применяются исключительно в магистралях низкого давления. Чем больше влаги в коагуляторе, тем значительней становится его сопротивление проходу влажного воздуха. Это способствует небольшому перераспределению скоростного напора воздуха по сечению магистрали. Для обеспечения пониженного давления в камере для сбора влаги достаточно открыть её пространство той части периферийного потока, где статическое давление наиболее низкое. Такой частью периферийного потока является область над сепарационным каналом центральной магистрали.  Для этого в этом месте основной магистрали размещается кольцевой канал, наклонённый в сторону хода влажного воздуха. Кольцевой канал с помощью кольцевой камеры и трубки рециркуляции сообщается с камерой для сбора влаги. Поступление влаги из центральной магистрали и из камеры для сбора влаги способствует интенсификации процессов коагуляции влаги в периферийном потоке и более эффективной сепарации такой влаги из воздушного потока. Конструктивно слагая указанные изменения с остальными частями сепаратора, синтезируется иная схема его устройства наиболее соответствующая схеме причин, способствующих обеспечению эффективности сепарации влаги.  В результате, указанные изменения из новаций переходят в категорию сущности потенциального изобретения и становятся его существенными и отличительными признаками.
Устройством такой принципиальной схемы стало изобретение по А.С. 1763810 (Рис. 8)

Влагоотделитель содержит в корпусе 1 основное 2 и дополнительное 3 сепарационные устройства, установленные по ходу потока с зазором в виде промежуточного сепарационного канала 4. Дополнительное сепарационное устройство 3 снабжено коагулятором 5. Основное сепарационное устройство 2 содержит сепарационный канал 6 и коллектор 7, заключенные во влагосборную камеру 8. Над промежуточным сепарационным каналом 4 размещен наклоненный по ходу потока в полость корпуса 1 канал 9, сообщенный с полостью влагосборной камеры 8 посредством кольцевой камеры 10 и трубки 11. Завихритель 12 основного сепарационного устройства 2 и завихритель 13 дополнительного 3 имеют зеркально противоположные направления закрутки лопаток (левое и правое). Влажный воздух через корпус 1 поступает в основное 2 и дополнительное 3 сепарационные устройства. Проходя через коагулятор 5, аэрозоль коагулируется в капли влаги максимально инерционного размера. Укрупненные капли влаги эффективней отбрасываются завихрителем 13 к промежуточному сепарационному каналу 4. Влажный воздух, обтекая каналы 4 и 9, за счет эффекта эжекции подсасывает в свой поток воздушно – водную смесь из влагосборной камеры 8 и фрагменты пленочной влаги из промежуточного сепарационного канала 4. В условиях пониженного давления в этой части потока интенсифицируются процессы коагуляции влаги. Укрупненная таким образом капельная влага эффективней отбрасывается завихрителем 12 к сепарационному каналу 6 и затем направляется во влагосборную камеру 8. Потоки осушенного воздуха, поступающие из основного 2 и дополнительного 3 сепарационных устройств, получают благодаря завихрителям 12 и 13 противоположные направления вращения. Поступая в коллектор 7, потоки без возмущений гасятся и смешиваются в единый поток, который затем направляется в отсеки ЛА. В случае временного обледенения коагулятора 5 основная часть потока воздуха поступает в сепарационное устройство 2, минуя дополнительное 3. Таким образом, уравновешиваются давления до коагулятора 5 и за ним. Это предотвращает опасное нарастание перепада давлений на поверхности коагулятора 5, а, значит, исключает его смятие и разрушение.
Формула изобретения. Влагоотделитель, содержащий размещенные в корпусе последовательно по ходу влажного воздуха коагулятор, завихритель и установленные с зазором соосно с корпусом выходной патрубок, заключенный с корпусом в зоне зазора во влагосборную камеру с дренажным отверстием в нижней части, и трубку, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности сепарации влаги, он снабжен кожухом, коллектором, дополнительным завихрителем и кольцевой камерой, при этом кожух и коллектор установлены последовательно и с зазором по ходу воздуха с коаксиально размещенными внутри них корпусом и выходным патрубком и заключены в зоне зазора во влагосборную камеру, причем дополнительный завихритель размещен на выходном патрубке и прикреплен своей периферией к внутренней поверхности кожуха, а полость влагосборной камеры сообщена с полостью кожуха посредством трубки и кольцевой камеры, установленной на кожухе и охватывающей наклоненный в полость кожуха канал, образующий с корпусом в зоне зазора кольцевую щель, при этом направление закрутки лопаток основного завихрителя противоположно направлению закрутки лопаток дополнительного завихрителя.
В этом изобретении показан также способ защиты коагулятора от смятия.  Он заключается в перенаправлении потоков сред в обход защищаемого элемента. Способ является эффективной альтернативой перепускным клапанным устройствам. :)
Изменено: Владимир - 05.06.2013 11:47:43
Проверка практичности, как и всякая проверка, основана на стандартном методе: на осуществлении эксперимента, воспроизводящем процессы создания изобретений. Всё, что изложено в данной теме (и излагать ещё есть что), уже достаточно для такой проверки. Это индивидуальная и добровольная работа. Для этого достаточно выбрать хорошо знакомый объект изобретения. Исследовать его технические возможности.  Установить причины помех (угнетения) эффективности его работы. Составить схему помощи (усиления) эффективности его работы. Осуществить конструктивное и технологическое воплощение этой схемы в объекте изобретения. Составить  формулу  изобретения и провести проверку новизны изобретения. Затем, составьте заявку на потенциальное изобретение и направьте в Патентное ведомство. Получение положительного решения экспертизы следует считать освоением Вами курса Изобретариума - курса практического изобретательского дела. Желаю успехов. Поле этой темы свободно для изложения Ваших удач или неудач на этом поприще.  :)
Практика конструктивно – технологического воплощения схемы усиления эффективности.
Понимание причин ограниченности технических возможностей объекта техники тождественно пониманию его качественного состояния.  Причины являются предметом различных исследований  качественного состояния объекта техники.  Опытные, опытно – конструкторские, экспериментально - испытательные исследования, а также личные изыскания аналитического плана, требуют длительной, кропотливой и сложной работы,  значительных трат различных ресурсов, с непредсказуемыми результатами. Полученные таким образом новые знания становятся бесценными в буквальном смысле. Однако именно они позволяют создавать другую ценность – новации или новшества путем воплощения этих знаний в качественно новом продукте. Исследовательская, экспериментальная работа по извлечению новых знаний не поддается краткому и достоверному описанию. Это отдельная  интересная тема для изучения. Известно, что вся жизнь техники это непрерывное испытание - исследование её на функциональную пригодность, результатами которой для человека является опровержение прежнего понимания и обретение нового. Мы же воспользуемся некоторыми итоговыми результатами работы по переходу от прежнего понимания предмета изучения к новому.
Распространённой конструкцией сепаратора на ЛА является устройство по а. с. 792024 (Рис. 2).

Поток отделённой влаги движется в основном по спиральной траектории на поверхности осаждения и улавливается специальным сепарационным каналом, установленным на его пути. Пройдя сепарационный канал, влага попадает в специальную емкость, где собирается и накапливается, а затем в виде жидкости удаляется за пределы ЛА. Эта камера предназначена для сбора и накопления уловленной жидкости, поступающей через сепарационный канал. Дренажный штуцер в нижней её части предназначен для отвода собранной жидкости за пределы ЛА. Предельные потери рабочего воздуха сепаратора обусловлены прямым расходом воздуха на дренирование уловленной жидкости за пределы ЛА. Вращение воздушного потока поступающего в камеру гасится торцовой и периферийной поверхностями камеры. На них протекают процессы осаждения, формирования и накопления жидкости из влаги, поступающей вместе с воздухом через сепарационный канал. Влага, поступающая в полость камеры вместе с потоком воздуха, вновь дробится и хаотично распределяется по поверхностям камеры. Молекулярные силы на смочённых поверхностях камеры обнажёны воздействию турбулентного воздушного потока, что ослабляет их действие и замедляет процессы формирования и накопления жидкости. Под действием гравитации из осаждённой на поверхностях камеры влаги сначала формируется валик плёнки влаги, а затем и масса жидкости. Воздух проникает в дренажный штуцер как вместе с фрагментами образующейся жидкости, так и без неё.
Качественные характеристики камеры, достигшие предельных значений, в основном следующие:
Предельно избыточный расход рабочего воздуха через отверстие дренажного штуцера.
Хаотичное распределение уловленной жидкости по поверхностям камеры.
Пассивное протекание процессов осаждения, формирования и накопления жидкости в полости камеры.

Они образуют схему помех (угнетения) эффективности сепарации влаги. Переход к схеме помощи (усиления) эффективности сепарации основан на противоположении данных качественных характеристик. Схема помощи (усиления) эффективности сепарации влаги представляют в виде качественных характеристик имеющих формулировки противоположного значения:
Предельно ничтожный расход рабочего воздуха через отверстие дренажного штуцера.
Упорядоченное распределение уловленной жидкости по поверхностям камеры.
Активное протекание процессов осаждения, формирования и накопления жидкости в полости камеры.

Для начала рассмотрим несколько известных технических решений, близких к воплощению некоторых характеристик данной схемы помощи (усиления) сепарации влаги.  
В изобретении по а. с. 792024 на «Влагоотделитель» за 1980 г. цилиндрическая камера для сбора влаги снабжена соединяющейся с ней через сливное окно в нижней части успокоительной полостью с дренажным штуцером. Успокоительная полость предназначена для исключения выноса влаги из камеры. Это устройство является прототипом для всех остальных изобретений.


В изобретении по а. с. 1182752 за 1984 г.  для удобства в эксплуатации при дренировании жидкости из камеры для сбора влаги предложено «Дренажное устройство».  Оно содержит клапан, тарель (запорная тарелочка) которого скреплена с подпружиненным на его закрытие чувствительным элементом (гибкой диафрагмой), разделяющим камеру на полости большего и меньшего давлений, одна из которых снабжена штуцером для удаления воды и сообщена с камерой через подводящий канал клапана и дренажный штуцер. При этом полость, сообщённая с камерой, соединена с забортной атмосферой, а другая полость выполнена герметичной и вакуумирована.

Когда атмосферное давление значительно (на уровне земли), клапан открыт и жидкость сливается за пределы ЛА. Когда атмосферное давление менее, чем в герметичной полости (на некоторой высоте полёта), клапан закрыт и жидкость накапливается в камере для сбора влаги.
В изобретении по а. с. 1431132 за 1986 г. предложен «Влагоотделитель», камера для сбора влаги которого снабжена по ходу потока воздуха диском на расстоянии от внутренней поверхности торцовой стенки камеры с равномерно расположенными по  его периферии рассекателями, прикреплёнными к торцовой стенке с образованием между ними стабилизирующей полости.


Предварительно закрученный поток влажного воздуха, поступая в камеру для сбора влаги, попадает в стабилизирующую полость, в которой между диском и плоской торцовой стенкой с помощью расположенных по периферийной окружности диска рассекателей формируется несколько автономных струй с образованием водяной плёнки, направляемой в сливное окно под воздействием указанных струй. Диск защищает автономные струи от воздействия на них закрученного влажного воздуха, поступающего в камеру через сепарационный канал.

Практический ход физического воплощения всех характеристик схемы помощи (усиления) эффективности сепарации влаги представлен в следующем изложении.
Предельно избыточный расход рабочего воздуха через отверстие дренажного штуцера прямо связан с беспрепятственным проходом воздуха через полости камеры для сбора влаги и дренажного штуцера за пределы ЛА. Это качество камеры и дренажного штуцера обеспечивает функцию приёма и отведения уловленной влаги, транспортирующим агентом для которой является рабочий воздух. Для получения предельно ничтожного расхода рабочего воздуха через полости камеры и дренажного штуцера достаточно подвергнуть противоположению качество беспрепятственности, открытости пространств данных элементов устройства. Качество беспрепятственности, открытости связано со свойством предельной проницаемости полостей камеры и дренажного штуцера, как для воздуха, так и для жидкой влаги. Противоположение заключается в переходе к полостям непроницаемым, оснащенными препятствиями для прохода рабочего воздуха за пределы ЛА.  По условиям функционирования полости камеры и дренажного штуцера предназначены обеспечивать предельную проницаемость для жидкой влаги, значит, противоположение свойств камеры и дренажного штуцера заключается в переходе к полостям, оснащённым препятствиями, которые  предельно непроницаемы для воздуха и предельно проницаемы для жидкой влаги. К физическим структурам (веществам) с избирательной проницаемостью относятся  капиллярные и пористые материалы. Для жидкой влаги пористые материалы предельно проницаемы. Сухие пористые материалы проницаемы для воздуха. Пористые материалы, капиллярные каналы которых  заполнены жидкостью, непроницаемы для воздуха, но при этом остаются проницаемыми для данной жидкости. Конструктивным вариантом препятствия в полости камеры для сбора влаги является перегородка, установленная над отверстием дренажного штуцера. Конструктивным вариантом препятствия в полости дренажного штуцера – это клапан (затвор).  Хаотичное распределение уловленной жидкости по поверхностям камеры связано с беспрепятственной циркуляцией в ней потока воздушно – водной смеси, а также со случайным образованием избытка или недостатка капельной влаги в отбираемом извне воздухе, содержащего соответственно колеблющуюся концентрацию частиц водного аэрозоля. Хаотичное распределение уловленной жидкости по поверхностям камеры ослабляет и замедляет протекание процессов осаждения, формирования и накопления жидкости в полости камеры. Качество камеры, функционально предназначенное для сбора и отведения жидкой влаги, характеризуется интенсивностью и общим ходом процессов осаждения, формирования и накопления жидкости в полости камеры в непосредственной близости от дренажного штуцера. Следовательно, пассивное протекание процессов осаждения, формирования и накопления жидкости связано с беспрепятственной циркуляцией воздушно – водной смеси по пространству камеры, с обнаженностью молекулярных сил воздействиям поступающего в камеру закрученного потока воздуха, а также с разной направленностью молекулярных сил адгезии, капиллярности и смачивания на внутренних поверхностях камеры. Для  упорядоченного распределения уловленной жидкости по поверхностям камеры, активного протекания процессов осаждения, формирования и накопления жидкости в полости камеры достаточно подвергнуть противоположению предельную беспрепятственность, открытость  пространства камеры, разную направленность молекулярных сил на поверхностях камеры и предельную обнаженность молекулярных сил воздействиям циркулирующего потока воздуха. Противоположение заключается в переходе к элементам, препятствующим циркуляции воздушно – водной смеси в пространстве камеры, в переносе действий всех молекулярных сил в структуру материала, где они суммируются и, одновременно, скрыты от воздействий циркулирующего в полости камеры воздушного потока. Физической структурой пригодной для переноса действий всех молекулярных сил является капиллярные и пористые материалы. Наиболее подходящим материалом является выпускаемый промышленностью материал из многослойных мелкоячеистых (0,1 – 0,2 мм2) металлических сеток. Перегородка, разделяющая пространство камеры на две неравные части и изготовленная из сетчатого материала, препятствует циркуляции воздушно – водной смеси в полости камеры. Фрагменты жидкой влаги, оседая на внешнюю поверхность перегородки, легко проникают в структуру материала перегородки и удерживаются там силами адгезии и капиллярности. Под действием сил тяготения избыток влаги, укрупнившись до капель инерционного размера с обратной стороны сеточного материала перегородки, падает и накапливается в полости дренажного штуцера. При наличии влаги в структуре перегородки увеличивается ее гидравлическое сопротивление проходу воздуха. Перегородка становится способной воспринимать перепад давлений над и под ее поверхностями. Возникающая при этом вертикальная сила вполне достаточна для перемещения клапана (затвора) в полости дренажного штуцера. Для обеспечения стабильного перепада давлений над и под поверхностями перегородки в клапане (затворе) выполняется дроссельный канал. Итак, новое качество камеры и дренажного штуцера состоит из следующих конструктивных изменений:
В полости камеры над отверстием дренажного штуцера установлена перегородка, делящая её на две неравные части, в полости дренажного штуцера установлен клапан (затвор), имеющий дроссельный канал.
Перегородка изготовлена из многослойной мелкоячеистой металлической сетки и снабжена жесткой связью с клапаном (затвором) имеющим свободу перемещения на открытие.

Конструктивно слагая  камеру, имеющую перегородку из сеточного материала, и дренажный штуцер снабженный клапаном (затвором) с остальными частями исходного сепаратора, синтезируется иная схема устройства наиболее соответствующая схеме помощи (усиления) эффективности сепарации влаги. В результате, изменения камеры и дренажного штуцера из новации переходят в категорию сущности потенциального изобретения и становятся его существенными и отличительными признаками.
Устройством такой принципиальной схемы стал «Влагоотделитель» по А.С. 1733856.

Влагоотделитель содержит в камере 1 для сбора влаги рециркуляционную трубку 2 и перепускное устройство 3 с мембраной 4. Мембрана 4 выполнена из многослойного сеточного материала и установлена над дренажным штуцером 5 в нижней части камеры 1. Центральная часть мембраны 4 взаимодействует с пружиной 6 и через шток 7 связана с клапаном 8 установленным в полости дренажного штуцера 5. Клапан 8 снабжен дроссельным каналом 9 сообщающим полость дренажного штуцера 5 с полостью камеры 1, расположенной под мембраной 4. Дроссельный канал 9 задаёт минимальный перепад давлений на мембране 4 способствующий эффективному впитыванию и коагуляции влаги. Фрагменты влаги, поступая в камеру 1, оседают на мембране 4 и
затем проникают в ячейки сеточного материала. Влага перемещается по толщине мембраны 4 к внутренней ее поверхности, концентрируется в перекрестиях проволок сеточного материала и коагулируется в виде крупных капель. Крупные капли под действием сил тяжести отрываются от внутренней поверхности мембраны 4, падают и накапливаются в виде жидкости в нижней части камеры 1. По мере заполнения влагой ячеек сеточного материала мембраны 4 увеличивается перепад давлений над и под ней. Возникает усилие на мембране 4, которое, преодолевая сопротивление пружины 6, перемещает центральную часть мембраны 4 вместе со штоком 7 и клапаном 8 вниз, открывая отверстие в полость дренажного штуцера 5 для прохода жидкой влаги. Жидкость под давлением вытесняется в полость дренажного штуцера 5 и далее транспортируется за пределы ЛА. За жидкостью в полость дренажного штуцера 5 через мембрану 4 под давлением устремляется рабочий воздух из камеры 1. Часть рабочего воздуха, освобождая от влаги ячейки сеточного материала, свободно проникает под мембрану 4 и уравнивает давления над и под ней. Усилие на мембране 4 исчезает и пружина 6, упруго выпрямляясь, возвращает ее центральную часть вместе со штоком 7 и клапаном 8 в исходное положение, перекрывая отверстие в полость
дренажного штуцера 5. Закрытие клапана 8 предотвращает проход рабочего воздуха в полость дренажного штуцера 5 до следующего заполнения влагой ячеек сеточного материала мембраны 4. Процесс повторяется по мере поступления и накопления влаги в сеточной структуре материала мембраны 4. При поступлении сухого воздуха ячейки сеточного материала мембраны 4 свободны от влаги и перепада давлений на ней не возникает. Полость дренажного штуцера 5 остается перекрытой клапаном 8, что и исключает безвозвратные потери рабочего воздуха.
Формула изобретения. Влагоотделитель по А.С. 792024, отличающийся тем, что, с целью снижения расхода рабочего воздуха на удаления отделенной влаги, он снабжен установленным в успокоительной полости перепускным устройством, выполненным в виде мембраны из
сеточного материала, размещенной в проеме сливного окна камеры для сбора влаги, и подпружиненного перепускного клапана расположенного в полости дренажного штуцера и взаимодействующего с центральной частью мембраны посредством штока, при этом в клапане
выполнен дроссельный канал, сообщающий успокоительную полость с дренажным штуцером.
До этого противоположения такого мембранного затвора в полости камеры для сбора влаги не существовало. :)
Цитата
Владимир пишет:
Стандартная конструкция сепаратора влаги для систем кондиционирования воздуха на летательных аппаратах, состоящая из направляющей магистрали, винта, сепарационного канала и собирающей влагу камеры, не обеспечивает эффективную сепарацию влаги в условиях, когда диаметр магистрали Ду100 и более.

Откуда там вообще влага может взяться???

Температура за бортом ВСЕГДА ниже чем в кабине, поэтому какая бы влажность за бортом ни была, хоть даже и 100% - когда воздух нагреется до комнатной температуры то его влажность именно от этого самого нагрева понижается да так сильно что воздух увлажнять приходится.

Именно поэтому весной и осенью когда сыро лучше всего проветривать квартиру ночью когда на улице например 0 градусов, а не днем когда на улице например +18. При ночном провтеривании происходит следующее: уличный воздух, содержа при 0 градусов и 100% влажности по 5 граммов воды в кубометре, нагреваясь в комнате до 18ти градусов может втянуть в себя еще 10 граммов на кубометр так как 100% влажности при 18 градусах соответствует 15 граммам воды в кубометре воздуха. Если же провтеривать днем когда на улице +18 и влажность тоже 100% то никакого  высушиввания квратиры не произойдет сколько бы времени провтеривание не длилось. И именно поэтому зимой в квартирах так сильно сухо (при нормальном отоплении конечно).
Пользователь забанен 14.10.2014
Цитата
PINGVIN пишет:
Именно поэтому весной и осенью когда сыро лучше всего проветривать квартиру ночью когда на улице например 0 градусов
И идет дождь?
Цитата
PINGVIN пишет:
И именно поэтому зимой в квартирах так сильно сухо (при нормальном отоплении конечно).
??? Идите в баню...В морозильник...
Нельзя объяснить непонятное еще более непонятным
Цитата
PINGVIN пишет:
Температура за бортом ВСЕГДА ниже чем в кабине, поэтому какая бы влажность за бортом ни была, хоть даже и 100% - когда воздух нагреется до комнатной температуры то его влажность именно от этого самого нагрева понижается да так сильно что воздух увлажнять приходится.
Повышение температуры уменьшает относительную влажность нагреваемого воздуха, а компрессия воздуха и содержащихся в нём водяного пара увеличивает относительную влажность сжимаемого воздуха. Но как правило абсолютная влажность воздуха в тропосфере уменьшается с высотой. Тое есть воздух после компрессии и приведения к нормальной температуре становится суше.
Цитата
Техрук пишет:
идет дождь
Холодный дождь осушает тёплый влажный воздух, как и охлаждаемый радиатор кондиционера-осушителя воздуха.
Цитата
Техрук пишет:
??? Идите в баню...В морозильник...
Научное и инженерное движение мыслей - это отличается от того, что суть (полезные для физического здоровья) движения ногами и водные процедуры. Хотя здоровый образ жизни возможен только во взаимосвязи физических и ментальных похождений.
Цитата
Степпи пишет:
Научное и инженерное движение мыслей
Зимой 0 градусов?
http://ru.wikipedia.org/wiki/%CE%F2%ED%EE%F1%E8%F2%E5%EB%FC%ED%E0%FF_%E2%EB%E0%E­6%ED%EE%F1%F2%FC
Изменено: Техрук - 12.07.2013 23:22:55
Нельзя объяснить непонятное еще более непонятным
Цитата
Техрук пишет:
Зимой 0 градусов?
Бывают зимние оттепели, но даже в оттепель в отапливаемом и (по-простому) проветриваемом помещении зимой сухо (в мороз ещё суще, какая бы относительная влажность на улице ни была).
Цитата
PINGVIN пишет:
Откуда там вообще влага может взяться
Подробней здесь - "Система кондиционирования воздуха на
летательных аппаратах".: Г.И. Воронин – М. 1973г.  :)   Тема какой - то стороной будит мысль и  это прекрасно! Не ожидал.
Практика выбора другого прототипа при воплощении схемы усиления эффективности устройства.  

Поверхности осаждения и сепарационного канала стандартного сепаратора влаги.
Для сепаратора с неподвижным винтом, чем является рассмотренный ранее прототип по а. с. 792024, его поверхность осаждения предназначена для образования и формирования пленки влаги из капель, падающих на нее. Отразившись от лопастей винта, капельная влага смачивает поверхность осаждения, и затем избыток влаги направляется воздушным потоком в сепарационный канал. Сепарационный канал предназначен для гарантированного отделения движущейся пленки влаги от потока воздуха. Энергия потока расходуется на перемещение избытка пленочной жидкости по поверхностям осаждения и сепарационного канала. Траты энергии потока обусловлены молекулярным уровнем взаимодействия воздуха и жидкости, а также жидкости с поверхностями осаждения и сепарационного канала. В этой части процесса сепарации предельные значения качественных характеристик  следующие:
Предельно избыточный напор потока воздуха на поверхность осаждения.
Предельно активная область пониженного давления за винтом в центральной части закрученного потока воздуха.
Предельно избыточное расстояние (пространство) для переноса капельной влаги от кромки винта до поверхности осаждения.
Предельно избыточный путь для перемещения валика жидкости по поверхностям осаждения и сепарационного канала.
Предельно избыточные отделяющие размеры сепарационного канала.
Предельно избыточное давление в сепарационном канале.

Противоположение первой качественной характеристики сепаратора. Предельно избыточный напор закрученного потока воздуха на поверхность осаждения связан с основным качеством винта – это его неподвижность, стационарность. Для получения предельно ничтожного напора потока воздуха на поверхность осаждения достаточно подвергнуть противоположению стационарность, неподвижность винта. Противоположение заключается в переходе к подвижному винту. Это означает необходимость в переходе к другому прототипу, у которого винт подвижен. Подвижность винта обеспечивает возможность преобразования кинетической энергии потока во вращательное движение лопастей, а не самого воздушного потока несущего капельную аэрозоль.  Результат противоположения. Противоположением образована необходимость в переходе от процесса отражения потока воздуха к процессу отталкивания лопастей, на которых осаждается капельная влага. В этом случае взаимодействие воздушного потока с поверхностями лопастей заключается в постоянной переустановке их кривизны в перемещении по окружности. Происходит непрерывный процесс установки  поверхностей лопастей по направлению движения воздушного потока, что и приводит к отталкиванию лопастей, в противоположность отражению потока воздуха. Для отталкивания лопастей достаточно их меняющуюся подвижную кривизну отождествить с подвижной по окружности плоскостью, установленной под углом атаки к потоку движущегося воздуха. Влага, оседающая на поверхности лопастей подвижного винта, сбрасывается на поверхность осаждения, по которой она в виде валика жидкости под действием гравитации стекает в дренажный канал и затем удаляется за пределы ЛА. Прототипами таких устройств установлены следующие сепараторы роторного типа:   а. с. 356918 и а. с. 625440



Качественные характеристики у данных прототипов имеют формулировки противоположного значения по отношению к качественным характеристикам сепаратора с неподвижным винтом:
Предельно минимальный напор потока воздуха на поверхность осаждения.
Предельно пассивная область повышенного давления за винтом в центральной части закрученного потока воздуха.
Предельно ничтожное расстояние (пространство) для переноса капельной влаги от кромки винта до поверхности осаждения.
Предельно короткий путь для перемещения валика жидкости по поверхности осаждения.    
Отсутствие необходимости в сепарационном канале.

Следовательно, сепараторы роторного типа представляют собой устройства, противополагающие качественные характеристики сепараторов с неподвижным винтом.
Качественные характеристики, достигшие предельных значений,  для сепараторов роторного типа установлены следующие:
Постоянный и избыточный расход кинетической энергии воздушного потока на  вращение ротора вне зависимости от наличия капельной влаги в воздушном потоке.
Активное гидравлическое сопротивление ротора движению потоку влажного воздуха.
Пассивные процессы осаждения влаги и формирования жидкой влаги на поверхности лопастей ротора.
Значительная масса ротора и неблагоприятные условия работы подшипниковых опор.

Данные характеристики образуют схему помех эффективности сепарации влаги для сепараторов роторного типа. Для перехода к схеме усиления эффективности сепарации влаги указанные характеристики подвергают противоположению и представляются в следующих формулировках:
Непостоянный и минимальный расход кинетической энергии воздушного потока на вращения ротора в зависимости от наличия капельной влаги в воздушном потоке.
Пассивное гидравлическое сопротивление ротора потоку влажного воздуха.
Активные процессы осаждения и формирования жидкой влаги на поверхностях лопастей ротора.
Минимальная масса ротора и благоприятные условия работы опор вращения ротора.


Практический ход противоположения физических свойств ротора представлен в следующем изложении.
Характеристики помех связаны с основным  физическим свойством ротора – это сплошным, непроницаемым материалом лопастей ротора.  Противоположение заключается в переходе к не сплошному, прозрачному материалу ротора, чем достигается существенное снижение массы ротора. В предыдущих материалах аналогичный переход подробно рассматривался. Физическая прозрачность материала ротора рассматривается по отношению к воздушному потоку, с которым он взаимодействует. Поэтому переход к прозрачному для воздушного потока материалу ротора означает одновременно его непрозрачность для капельной влаги. Непрозрачность для влаги  означает проницаемость влаги в структуру материала лопастей и её удержание там силами адгезии и капиллярности. Такими свойствами обладают пористые материалы. Влага в этом случае способна формировать гидравлическое сопротивление ротора и минимальный расход кинетической энергии воздушного потока на вращение ротора в зависимости от её наличия в потоке воздуха. Установлено, что активное гидравлическое сопротивление ротора связано со сплошным, непрозрачным для воздушного потока материалом его лопастей и активным противодействием движению воздушного потока молекулярных сил, имеющихся на смочённых поверхностях лопастей ротора. Для получения пассивного гидравлического сопротивления винта достаточно подвергнуть противоположению физические свойства материала ротора – его непрозрачность. Активное сопротивление потоку воздуха всех молекулярных сил, имеющихся на смоченных влагой поверхностях лопастей ротора, связано обнаженностью этих сил напору воздушного потока. Молекулярные силы на поверхности лопастей ротора активно противодействуют движению воздушного потока. Для получения пассивного сопротивления  потоку воздуха молекулярных сил, имеющихся на смоченных влагой поверхностях ротора, достаточно подвергнуть противоположению физическое свойство материала ротора – его непроницаемость для влаги. Противоположение заключается в переходе к не сплошному, проницаемому для влаги, многослойному материалу. Многослойный материал позволяет перенести действие всех молекулярных сил с наружной поверхности лопастей ротора во внутренние его слои недоступные для воздействия потока воздуха. В этом случае формирование пленочной влаги и её перемещение осуществляется без внешнего воздействия воздушного потока во внутренних слоях многослойной структуры материала лопастей ротора за счёт центробежных и молекулярных сил. Неблагоприятные условия работы подшипниковых опор ротора обусловлено свойствами самих подшипников, их материальной составляющей, не пригодной к работе в таких условиях. Противоположение этих свойств указывает на  переход к газодинамическим опорам имеющих линии наддува и дренажа.
Изменения конструктивно представляются в следующем виде:
Лопасти винта выполнены из пористого многослойного материала проницаемого для воздушного потока, фильтрующего и удерживающего аэрозольную влагу.
Винт устанавливается в полости камеры для сбора влаги с зазором к ее внутренней поверхности.
Зазор обеспечивает действие сил адгезии и капиллярности при сходе жидкости с кромок лопастей ротора на поверхность осаждения камеры.
Материал для изготовления лопастей ротора - это мелкоячеистая (0,1 – 0,2 мм2) металлическая сетка, выпускаемая промышленностью. Технологически этот материал  укладывается на жёсткий сварной каркас ротора выполненный из металлической сетки с ячейкой 4 – 9 мм2.
Ротор подвергается обязательной статической и динамической балансировке.  

Конструктивно слагая ротор из сеточного многослойного материала с камерой для сбора влаги и остальными частями сепаратора, синтезируется иная схема устройства наиболее соответствующая схеме усиления эффективности сепарации влаги. В результате, указанные изменения в сепараторе из новаций переходят в категорию сущности потенциального изобретения и становятся его существенными и отличительными признаками.
Устройством такой принципиальной схемы стал влагоотделитель по заявке 5009957/29(074984) от 05.11.1990 г. Положительное решение экспертизы по форме 10И – 90 от 22.09.1994 г. (Рис. 11).

Влагоотделитель роторного типа содержит завихритель  1 в виде лопастного колеса установленного коаксиально и с зазором в полости влагосборной камеры 2. Лопасти завихрителя 1 изготовлены из сеточного многослойного материала и заключены в конусообразный кожух 3 выполненный из того же сеточного многослойного материала. Кожух 3 установлен к входному 4 и выходному 5 патрубкам с зазором и перекрытием кромок. Кромки у входного патрубка  4 наклонены в полость кожуха 3 по направлению хода потока влажного воздуха, кромки у выходного патрубка 5 – ему навстречу. Кожух 3 отделяет пространство влагосборной камеры 2 от пространства между лопастями завихрителя 1 и предназначен для направления основного потока воздуха в выходной патрубок 5. Периферия завихрителя 1 образована выступающими за кожух 3 концевыми кромками 6 лопастей. Возможность вращения завихрителя 1 обеспечивается с помощью газовых опор 7 и 8. Линия наддува 9 газовых опор 7 и 8 сообщена с дополнительной камерой 10, охватывающей кольцевую щель 11 на выходном патрубке 5 обращенной навстречу потоку осушенного воздуха. Каналы дренажа газовых опор 7 и 8 перпендикулярны к направлению движения потока воздуха. При подаче в устройство влажного воздуха завихритель 1 всплывает на газовых опорах 7 и 8 и приобретает способность к вращению. Воздух, содержащий аэрозоль влаги, проникает через сеточную структуру лопастей завихрителя  1 и оставляет влагу в ячейках сеточного материала. По мере накопления и заполнения ячеек жидкой влагой создается дополнительное гидравлическое сопротивление движению воздуха через сеточную структуру лопастей. Увеличение гидравлического сопротивления сеточной структуры лопастей приводит к возрастанию скорости вращения завихрителя  1. Под действием сил капиллярности и центробежных сил жидкая влага перемещается к периферии завихрителя 1 в места наибольшей плотности упаковки сеточного материала и концентрируется у кромок 6 лопастей. По мере коагуляции (укрупнения) капель до инерционного размера жидкая влага с кромок 6 лопастей вытесняется в зазор между завихрителем  1 и влагосборной камерой 2 и осаждается на внутренней поверхности влагосборной камеры 2. Валик влаги перемещается по внутренней поверхности влагосборной камеры 2 вниз и, оторвавшись от кромок 6 лопастей, сбрасывается в нижнюю часть влагосборной камеры 2 предназначенную для сбора и удаления жидкости. Освободившиеся от влаги ячейки сеточного материала вновь приобретают способность пропускать через себя поток воздуха, фильтровать и задерживать аэрозольную влагу. В результате, последовательно и непрерывно приводятся в действие процессы фильтрации, перемещения и коагуляции жидкой влаги в зависимости от наличия аэрозольной влаги в воздушном потоке. Через канал образованный кромками кожуха 3 и входного патрубка 4 за счет эффекта эжекции осуществляется подсасывание воздушно – водной смеси из влагосборной камеры 2 в поток влажного воздуха. Через канал образованный кромками кожуха 3 и выходного патрубка 5 осуществляется отбор движущейся крупнодисперсной капельной влаги с периферии воздушного потока во влагосборную камеру 2. Таким образом, осуществляется непрерывная циркуляция воздушно – водной смеси из влагосборной камеры 2 в движущийся поток влажного воздуха и обратно – из потока во влагосборную камеру 2. Процесс циркуляции воздушно – водной смеси обеспечивает интенсификацию процессов коагуляции влаги в пространстве между лопастями завихрителя  1. При поступлении во влагоотделитель сухого воздуха его поток по наикратчайшей траектории и практически без затрат энергии на вращение лопастного колеса завихрителя 1 поступает в выходной патрубок 5 и затем в отсеки ЛА.
Формула изобретения. Влагоотделитель, содержащий входной и выходной патрубки, направляющий аппарат, лопастное колесо, установленное на переднюю и заднюю опоры подшипников, влагосборную камеру с дренажным штуцером, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности сепарации, лопастное колесо выполнено из сеточного материала и заключено во влагосборной камере в сеточный кожух установленный к патрубкам с зазором и перекрытием кромок, наклоненных у входного патрубка по направлению хода потока воздуха, а у выходного патрубка – ему навстречу, при этом периферия колеса образована выступающими за кожух концевыми кромками лопастей и установлена относительно влагосборной камеры коаксиально и с зазором, причем выходной патрубок снабжен кольцевой щелью обращенной внутренней кромкой навстречу потоку воздуха, а также расположенной вокруг зоны щели дополнительной камерой, при этом опоры выполнены газовыми и снабжены каналами наддува и дренажа, при этом последние установлены перпендикулярно направлению потока воздуха, а каналы наддува сообщены с дополнительной камерой.
До этого противоположения такого роторного завихрителя не существовало.

Как уже замечено, все приведённые выше материалы Изобретариума представляют упорядоченный итог работы над качественными характеристиками известных устройств техники, имеющих патентную защиту. Они предназначены раскрыть принципы создания изобретений практически, без обращения к эвристике. Методы такой работы и способы её упорядочивания каждый может подобрать себе по вкусу и силам, руководствуясь лишь логикой предложенного принципа – принципа практического подхода к созданию изобретений. Неважно как технически осуществляется сам процесс такой работы,  важен её результат  – созданное изобретение,  основной продукт и ценность технической цивилизации.  :)
Страницы: Пред. 1 ... 17 18 19 20 21 ... 25 След.
Читают тему (гостей: 1, пользователей: 0, из них скрытых: 0)

Возможна ли теория изобретений, имеющая практическое значение?