20. Принцип непрерывности полезного действия.

а) Вести работу непрерывно, то есть все части объекта должны все работать с полной нагрузкой. Например, устройство для нагрева расплава (а. с. 1540282*) позволяет производить нагрев и обработку струи металла плазменной дугой, не прекращая процесс разливки в промежуточный ковш, кристаллизатор или литейную форму.

б) Устранить холостые и промежуточные ходы. Например, сверло (пила и другие) режущие кромки которого позволяют производить резание как в прямом, так и обратном ходе инструмента (а. с. 262582).

в) Перейти от возвратно-поступательного движения к вращательному.

21. Принцип проскока: вести процесс или отдельные его этапы, например вредные или опасные, на большой скорости, то есть преодолевать вредные и опасные стадии процесса на большой скорости. Например, при повышении скорости охлаждения металла в процессе литья или термообработки повышается его твердость, но одновременно возрастает хрупкость. При очень быстром охлаждении в металле не успевает появиться кристаллическая структура и возникает так называемое металлическое стекло, отличающееся высоким качеством и не хрупкое.

22. Принцип "обратить вред в пользу".

а) Использовать вредные факторы (например, вредное воздействие среды) для получения положительного эффекта.

б) Устранить один вредный фактор за счет сложения с другими ними факторами. Например, способ очистки отходящих газов от кислых компонентов (SO₂, SO₃, NO_x) осуществляется путем абсорбции щелочными сточными водами системы гидрозолошлакоудаления ТЭС (а. с. 738645). Развитием этого метода является способ очистки дымовых газов от золы в электрофильтрах, включающий предварительное впрыскивание в очищаемые газы водных растворов неорганических солей, причем для повышения степени очистки и для исключения применения реагентов, в качестве водных растворов используют отработанный регенерационный раствор химводоочистки котлов, в смеси с дренажной водой непрерывной или периодической продувок котлов (а. с. 1440531). Кроме высокоэффективной очистки газов (до 99 %) возможна утилизация вод продувок, ХВО и ГЗШУ, с получением ценных удобрений и реагентов.

в) Усилить вредный фактор до такой степени, чтобы он перестал быть вредным. Например, способ восстановления сыпучести смерзшихся насыпных материалов (а. с. 409938), для ускорения процесса восстановления сыпучести и снижения трудоемкости, предполагает смерзшийся материал подвергать воздействию сверхнизких температур. Другой пример: обычно коррозионноактивный кислород тщательно удаляется из питательной воды паровых котлов при деаэрации, однако обнаружено, что при достижении концентрации кислорода в воде до 400¸600 мкг/кг происходит резкое снижение скорости коррозии тепловоспринимающих труб, при этом на стенках труб образуется стойкая оксидная пленка (магнетитовая). При использовании данного способа снижение коррозии труб парогенераторов при насыщении воды кислородом, скорость коррозии уменьшается для нержавейки в 1000 раз, а для углеродистой стали - в 10000 раз. На такой нейтрально-кислородный водный режим наиболее выгодно переводить энергоблоки сверхкритического давления. Таким образом, усиленный вредный фактор становится положительным.

23. Принцип обратной связи: ввести обратную связь; если обратная связь есть, изменить ее. Например, способ автоматического регулирования температурного режима обжига сульфидных материалов в кипящем слое путем изменения потока загружаемого материала в функции температуры, для повышения динамической точности и поддержания заданного значения температуры, предполагает подачу материала менять в зависимости от изменения содержания сернистого газа в отходящих газах (а. с. 302382). Другой пример: водогрейные котлы широко используются в системах теплоснабжения и являются значительными потребителями топлива, например, котел ПТВМ-50, оснащенный 12 горелками потребляет до 8000 м³/час природного газа. По многим причинам коэффициент избытка воздуха при горении далек от оптимального, при этом КПД агрегата ниже расчетного, наблюдается повышенный расход топлива, сверхнормативный выброс в атмосферу токсичных газов (оксидов азота - при избытке воздуха и оксида углерода - при недожоге газа). Существующие методы поддержания оптимального режима горения в котлах (и в печах) имеют следующие недостатки: измеряются лишь входные величины - расход газа и воздуха, не принимая во внимание состав продуктов сгорания; применение для контроля состава дымовых газов автоматических газовых анализаторов усложняет и удорожает оборудование. В то же время, для контроля режимов горения могут использоваться оксидные датчики парциального давления кислорода. Такие датчики выполняются открытого типа (то есть резистор из диоксида титана с выводными проводами без чехла) и демпфированные (резистор помещен в кварцевую трубку и стальной кожух). Датчики представляют собой проволочку из ZrO₂ диаметром 2 мм и длиной между закрепленными выводными проводниками - 3±0,15 мм. Датчик изготавливается из титановой проволоки марки ВТ1-00 (технически чистый) путем прямого ее окисления при температуре 1000 °С. При этом диоксид титана способен изменять свое электрическое сопротивление в зависимости от величины парциального давления кислорода в окружающей среде. Возможна установка таких датчиков в двух вариантах: с непосредственным погружением в рабочее пространство и в выносном варианте, при котором датчик помещают в электропечь с постоянной температурой, через которую просасываютсяпродукты горения. Оксидный датчик вводится в поток газов, сигнал от него поступает на измерительный прибор, затем регулятор и исполнительный механизм, управляющий заслонкой на пути подачи воздуха. Такая схема с обратной связью, обеспечивает автоматическую систему регулирования соотношения количества газа и воздуха, подаваемым к горелкам, постоянно обеспечивая оптимальный режим горения.