2.7.11. Геометрические эффекты

Приведены некоторые эффекты, заимствованные из указателя геометрических эффектов [85] и дополненные новыми примерами. При этом указывается основной принцип, идея решения, а не сама требуемая конструкция со всеми подробностями. В отличие от химических эффектов, позволяющих получать одни вещества из других с поглощением или выделением энергии, или физических эффектов, позволяющих преобразовывать один вид энергии в другой, геометрические эффекты обычно перераспределяют уже имеющиеся потоки вещества и энергии. Наиболее полно математические свойства различных геометрических фигур изложены в работах [86-89].

1. Сыпучие тела сохраняют форму конуса, если его образующие составляют с горизонтальной плоскостью угол, не превышающий угол естественного откоса _е (для сухого речного песка _е = 3035°, для других материалов в [90]). Если скрепить две плоскости под углом (180° - 2_е), установить их на насыпанное в виде горки сыпучее тело и приложить вертикальную нагрузку, то разрушить его не удается, т.е. оно может служить опорой.

При помещении сыпучего тела в замкнутый объем и приложении внешнего объема, порошок приобретает свойство несжимаемости, что позволяет использовать его как наполнитель при обработке полых изделий для уменьшения деформаций (а. с. 523742, а. с. 770659). Это свойство можно использовать для получения различных форм, например, эластичной оболочке, заполненной сыпучим материалом, придают желаемую форму (приложением к эталону), после чего воздух из оболочки откачивают. Тогда под действием атмосферного давления частицы теряют возможность смещаться одна относительно другой и "твердеют", что используется в вакуумной формовке для литья (а. с. 659275).

При использовании пластичных гранул и всестороннем сжатии, образуется плотная структура, близкая по конфигурации к пчелинным сотам, которую можно применять для заделки пробоин: к поверхности трубы прижимают сетку, в которую под давлением вводят эластичные гранулы (а .с. 703418). Дальнейшее уплотнение структуры связано с использованием физических и химических эффектов, например, в результате употребления гранул, разбухающих в результате взаимодействия с внешней средой или под действием внешнего поля. В качестве разбухающих веществ могут быть использованы: гранулы капрона, имеющего большой коэффициент термического расширения (а. с. 476458); казеин и серфадекс, разбухающие в воде (а. с. 378836, а. с. 1013574); при твердении в воде цементов - разбухаемого (а. с. 808304) и напрягающегося (а. с. 1154235); разбухающие ионообменные смолы. При дальнейшем увеличении давления и достижении предела прочности сыпучего тела происходит его самоизмельчение (а. с. 490498, а. с. 629972).

Сыпучие тела плохо поддаются или не поддаются экструзии, т.е. продавить их через неупругие отверстия (трубу, замкнутый контур) не удается даже при давлении порядка десяти тысяч атмосфер. Песок и жидкость вытекают из отверстий в сосудах по разному: скорость истечения порошка одной фракции слабо зависит от высоты слоя над отверстием, тогда как жидкость вытекает все медленнее по мере опорожнения сосуда. Диаметр выпускного отверстия играет решающую роль: при увеличении отверстия вдвое скорость истечения увеличивается примерно в 5 раз. Регулировать скорость течения по каналам можно наложением вибраций на стенки канала (а. с. 1009941), кроме того, сухие порошки лучше текут при понижении температуры. На постоянстве скорости истечения песка основана работа песочных часов. При смещении оси выпускного отверстия от оси конической воронки не происходит сводообразования, и скорость истечения сыпучего тела увеличивается (а. с. 1004212).

Сыпучие тела - типичные рассеиватели энергии вследствие значительного внутреннего трения, поэтому энергия удара, вибрации, звуковых волн быстро гаснут в них за счет неупругой передачи через множество точек, например, безизносный наголовник для свай (а. с.199765), безреактивный инструмент: молоток (пат. США 2737216), трамбовка (а. с. 296615), ударник для разрушения негабарита (а. с. 571603). Сыпучий наполнитель, при этом, в полости инструмента при ударе несколько отстает и в момент отдачи гасит ее. Регулируя размер частиц, их массу, соотношение фракций, сечение полостей, можно регулировать форму импульса в пространстве и во времени.

Микрокапсулирование сыпучих тел позволяет получать и интенсифицировать химическую реакцию в нужном месте и в нужное время [91], например, в расплав металла вводят легирующие добавки путем разрушения в определенный момент капсул с легирующими элементами ультразвуком (а. с.487133); при тепловом воздействии гранулы порообразователя, заранее введенные в вещество, сгорают, выделяя газ, который и образует поры (а. с. 301321, 1021863); для постоянного самовозобновления шероховатости автопокрышки в ее состав заранее вводят легко растворимые водой вещества (пат. Франции 1489132).

При вибрации сыпучие тела вначале приобретают подвижность (псевдоожижение), что может использоваться для интенсификации химических и физических процессов, регулирование сыпучести порошков (а. с.848091), разделение фракций, т.к. более мелкие и тяжелые частицы стремятся опуститься вниз, а более легкие и крупные подняться вверх (а. с.115596, 1139523). При дальнейшем увеличении интенсивности колебаний - частицы начинают терять контакт с вибрирующим рабочим органом, нарушаются связи между отдельными частицами и наступает виброкипение, что используется для интенсификации перемешивания, теплообмена, очистки поверхности. Сыпучие тела при ускорениях, превышающих ускорение свободного падения в данной среде активно засасывают из-под себя газ и, подобно насосу, транспортируют его к верхней поверхности слоя (открытие СССР № 138, а. с.175595, 289219). Парадоксально, что при продувке сверху скорость истечения сыпучих тел из нижнего отверстия резко увеличивается, вероятно это связано с разрушением газом свода, который образуется частичками при опоре на стенки отверстия. Если в качестве сыпучего тела использовать частицы ионообменной смолы, то насос будет работать еще и как фильтр (а. с.418629).

Активизация сыпучих тел осуществляется помещением вещества в экстремальные условия: высокая температура, давления, сильное магнитное поле и т.д. Оказывается, что если затем вещество вновь поместить в обычные условия, то скорость физических и химических реакций с его участием резко возрастет [92].

Взаимодействие сыпучих тел с электромагнитными полями может быть чрезвычайно разнообразным, например, электропроводящие резины, эмали, краски, клей, которые мгновенно твердеют при прохождении по ним тока (а. с.320959, 355668, 329041), причем ток проходит по частичкам сажи, графита, меди, карбонильного железа, никеля и т.д. Для обеспечения высоких проводящих свойств необходимо вводить до 50 % наполнителя, а это ухудшает прочностные свойства материала. Для устранения этого противоречия предлагается делать электропробой полимерных прослоек между частицами (а. с.280823), использовать волокнистые материалы (а. с. 554152), ориентирование отдельных волокон в магнитном поле - применимо и для упрочнения материалов в заданном направлении (а. с. 464449, 718268). Если само сыпучее тело токопроводящее, то им легко управлять на перекрестке тока, пропускаемого через порошок по оси воронки и потока магнитного поля, перпендикулярного оси, при этом работает сила Лоренца (а. с. 865720) и можно регулировать расход и управлять сводообразованием.

Сыпучее тело - "копеечный" ресурс и его можно применять для различных изобретательских задач, например, как разделитель между двумя вредно взаимодействующими поверхностями, причем полученный измельчением одного из взаимодействующих тел: на теплоизолирующий слой изложницы наносят слой металлической дроби (а. с. 304054); для предотвращения налипания материала на ленту ее непрерывно коптят продуктами неполного сгорания дешевого топлива (а. с. 604764). Эффективность сыпучего тела можно повысить, если используется смесь дисперсных материалов с различными свойствами.

2. Шаровые конструкции могут включать элементы содержащие сам шар, шаровой сектор (часть поверхности шара и конус до центра шара), шаровой сегмент (часть шара, срезанная плоскостью), шаровой слой (часть шара, ограниченная двумя параллельными плоскостями), треугольники Эйлера (восемь сферических треугольников, образующихся при пересечении сферы тремя перпендикулярными плоскостями). При заданном объеме шар имеет наименьшую возможную поверхность. Сфера по отношению к другим фигурам ограничивает наибольший объем при одинаковых их поверхностях [93,94].

Свойство идентичности шаровой поверхности широко используется там, где необходима свобода перемещения в любых направлениях. Например, в кузове-прицепе (а. с. 956340) свобода выгрузки материала в любую сторону обеспечивается его сферической формой. Возможно повышение долговечности работы шаровых камер для измельчения материалов, промывки ископаемых и т.д.

Полая зеркальная сфера обладает фокусирующими свойствами, играя роль линзы, фокус которой располагается на половине ее радиуса. Если наружную поверхность сферы покрыть зеркальным слоем, то направленный на него световой поток рассеивается во все направления. Зеркальный шар (а .с. 1161054) может отпугивать птиц в местах их скопления, ослепляя отраженными "зайчиками".

Полый шар обладает высокой плавучестью и может использоваться в магнитных выключателях (пат. ФРГ 2751507), в устройствах для измерения высокого напряжения (а. с. 883748). Шары могут использоваться для вибровозбуждения колебаний: с использованием полых шаров (а. с. 1049121); заполнением полости шаров жидкостью с определенным удельным весом (а. с. 854456), смещением центра тяжести шара-вибратора относительно точки вращения (а. с. 471127). Шар может служить заслонкой для трубопровода во время аварийной ситуации (а. с. 589495), при этом трубопровод имеет конфуз ор, а затем диффузор, причем перед конфузором выполнен карман, в котором расположен шар-пробка, лежащий на штоке, соединенным с цилиндром и перемещающимся от жидкости, поступающей по трубке от диффузора. При аварии за счет перепада давления шток выталкивает шар-пробку, и поток жидкости прижимает его к горловине, надежно перекрывая аварийный участок. В нормальных условиях сила, выталкивающая поршень со штоком меньше веса шара, поэтому при устранении неисправности шар самопроизвольно возвращается в прежнее положение, не мешая проходу жидкости. Транспортирование продукции по трубопроводам в большой степени зависит от состояния внутренних поверхностей труб. Для повышения их чистоты можно использовать шаровые очистители (а. с. 278318) в виде полого шара с дисковыми резцами на поверхности или в виде полого шара с металлическими метелками (а. с. 315896), или в виде шарового металлического сетчатого ерша (а. с. 309753). Поверхность листа в пластинчатых теплообменниках, имеющая рифление в виде сферических вогнутых поверхностей обеспечивает повышенную интенсивность теплообмена (а. с. 1134251).

Шаровыми амортизаторами можно демпфировать гидравлический удар жидкости (а. с. 303461), механическую вибрацию (а. с. 314829), пространственные звуковые колебания (а. с. 383925), ультразвуковые колебания (а. с. 197248) и даже предотвращать распространение теплового потока (а. с. 588986). Эффективность демпфирования повышается, если демпферы составлены из множества шариков, которые образуют дискретную среду, например, возможно снизить механические колебания (а. с. 214955), акустические колебания (а. с. 326321) и шум (а. с. 1139838), ликвидировать теплоприток (а. с. 1208399) и кинетическую энергию потока (а. с. 1037012). Для повышения демпфирующих свойств в шарах-демпферах выполняют полость, которую заполняют либо газом, либо жидкостью, а оболочку выполняют перфорированной с множеством различных по диаметру отверстий (а. с. 918597), причем процесс демпфирования заключается в засасывании воздуха через отверстия в шарах. Для управления процессом демпфирования используют шары с добавками в виде ферромагнитных порошков или магнитов. Например, в успокоителе колебаний жидкости (а. с. 945519), в полых шарах, плавающих на поверхности жидкости, установлены постоянные магниты с чередующимися полюсами, которые, притягиваясь к друг другу, образуют успокоитель колебаний в виде псевдопокрышки.

Для повышения тепловой устойчивости и жаропрочности можно использовать тонкостенные шарики, покрытые тугоплавким припоем, которые засыпают в полость корпуса (а. с. 184988). При нагреве припой расплавляется и замоноличивает шарики с корпусом, образуя прочную теплоизоляцию. Если полость шара заполнить теплопроводным газом, то из теплоизолятора можно сделать теплопроводник для теплообменного аппарата (а. с. 1041856). Перспективной является микросферная теплоизоляция, например, для криогенной техники. При этом для теплоизоляции используются полые стеклянные шарики диаметром 15150 мкм с толщиной стенки от 0,5 до 2 мкм, покрытые отражающей алюминиевой пленкой толщиной 0,51,5 мкм. Внутреннюю полость шариков заполняют под пониженным давлением газом, например, двуокисью серы.

3. Эллипс обладает интересным свойством [95,96]: если его внутренняя поверхность выполнена зеркальной, то лучи, исходящие из одного фокуса, непременно соберутся в другом. С помощью эллипсоида можно фокусировать не только свет (а. с. 167253), но и звук, ультразвук (а. с.627558, 839071, 980254), ударные волны (а. с. 794578). В случае, если в собирающем фокусе ничего не расположено, луч дважды отразится от поверхности и вернется в исходный фокус, это может использоваться для дополнительного разогрева нити накаливания ламп инфракрасным излучением (а. с. 1083253). Применяя эллипс, можно создавать вибрацию (а. с. 177205), причем имеется преимущество перед традиционными эксцентриками - динамическая сбалансированность эллиптических колес при вращении. Создание направленных колебаний возможно при подаче воздуха тангенциально к поверхности эллиптической камеры, в которой, под действием центробежной силы, перемещается шарик (а. с. 427745, 749449, 935134). Вызовет колебания тела любой овал или эллипс, вращаемый на оси в точке фокуса (а. с. 556934), а если на одной оси расположены два эллипса, большие оси которых развернуты относительно друг друга на 90°, то вращение оси вызовет сложную вибрацию тела (а. с. 537826).

Если в трубчатых сверлах (используемых для сверления стекла) внутренний канал выполнить в виде эллипса, то скорость обработки увеличивается в 2000 раз! Диаметр керна в таком случае равен малой оси эллипса и в образующиеся зазоры можно подавать охлаждающую жидкость, вымывающую стружку (а. с. 327068). Аналогичное решение для интенсификации теплоотвода во вращающихся конструкциях защищено а. с. 320514.

Если насадка брандспойта выполнена в виде трубки, опрессованной до двух взаимно перпендикулярных овалов в соседних сечениях, то длина истекающей струи, по сравнению с обычным брандспойтом увеличивается без дополнительных затрат на 30 % (а. с. 629936). Аналогично, если жидкость подается тангенциально в камеру по форме эллипсоида или овоида, дальность струи увеличивается до 27 % (а. с. 929867, 1163006).

4. Парабола [88] может концентрировать излучение и потоки вещества в фокусе, например, параболоид концентрирует коронный и дуговой разряды (а. с. 300220, 458900), струи газа (а. с. 896403), солнечный свет (а. с. 514112), инфракрасное излучение (а. с. 1041769, 1082990), поток стружки (а. с. 225665).

5. Гипербола порождает две различные поверхности вращения [95]. Если вращение происходит вокруг линии, соединяющей фокусы, получают двухполостной гиперболоид, а если вокруг перпендикулярной к линии, соединяющей фокусы, прямой, проходящей через ее середину - то получают однополостной гиперболоид. Интересно, что однополостной гиперболоид, гиперболический параболоид, цилиндр и конус можно получить скольжением прямой линии, поэтому все эти поверхности называют линейчатыми. Применение однополостного гиперболоида проиллюстрируем на примере восстановления крепежного отверстия шпал: вытачивается из дерева втулка в виде однополостного гиперболоида, высушивается, радиально спрессовывается до придания цилиндрической формы, устанавливается в отверстие и смачивается. Вставка разбухает так, что возникшее при этом давление достигает 5 МПа и форма крепежного элемента восстанавливается до первоначальной (а. с. 765529). Для транспортирования, очистки, прокатки, пакетирования и т.д. изделий цилиндрической формы применяют пару прямо- или косоугольно установленных валков гиперболической или близкой к ним формы (а. с. 159474, 321199, 995955), причем изделие можно развернуть вокруг продольной оси, если нанести на поверхность гиперболоида ребра по винтовой линии (а. с.1130459). Гиперболоид способен изменять свой боковой профиль для лучшего приспособления к различным поверхностям, путем скручивания относительно оси, например, для абразивного инструмента (а. с. 156864) или фрезы (а. с. 1077719). Общая идея всех конструкций - прямолинейные стержни, образующие гиперболоид, соединяются с боковыми дисками шарнирно. Если образующие стержни выполнить полыми и подавать через них рабочую среду, то скручиванием гиперболоида можно подобрать оптимальный режим дутья (а. с. 194766). Возможно изменение величины внутреннего сечения при скручивании, например, в затворах (а. с. 331207 и 1099146) используют скручиваемые эластичные цилиндры из ткани; изменением сечения гиперболоида можно регулировать аэродинамические характеристики глушителя (а. с. 576742).

6. Равносторонний треугольник с дуговыми стенками (или треугольник Рёлло) может использоваться для соединений типа "вал-втулка", при этом их прочность почти в 5 раз выше, чем шлицевых и шпоночных [97-99]. Для передачи одинакового крутящего момента их поперечное сечение может быть уменьшено на 30 %, по сравнению с цилиндрическими соединениями. Наряду с кругом треугольник Рёлло относится к "фигурам постоянной ширины" из-за неизменности своего диаметра, однако при равных с кругом площадях обладает большей шириной в произвольно выбранном направлении, что позволяет выполнять корпус плавучей установки в виде такого профиля и он всегда самоориентируется одним из углов навстречу течению (а. с. 614989). При вращении эксцентрично закрепленный кулачок в форме треугольника Рёлло, может создавать вибрации (а. с. 153745).

7. Лента Мёбиуса [100,101] - перекрученная лента с односторонней поверхностью, применяется в решениях, связанных с удвоением площади и (или) длины рабочей грани бесконечного ремня при неизменных габаритах, например, ленточная пила: режущие зубья на гибком полотне пилы выполняются с двух сторон (а. с. 70549); шлифовальная лента с удвоенной рабочей поверхностью (а. с. 236278); фильтр непрерывного действия: лента-фильтр выполнена в виде листа Мёбиуса (а. с. 321266). Для обеспечения работы одной и той же ленты в режимах чернового и чистового шлифования на ее стороны наносят абразивы с разной зернистостью и, соединив в ленту Мёбиуса, надевают на шкивы, при этом, из-за перекрутки ленты в непосредственной близости от одного или другого шкива можно производить обработку с получением соответствующей чистоты поверхности (а. с. 523793).

В устройствах для перемешивания, с целью интенсификации процесса, вместо винтовых лопастей, которые перемешивают продукты по кругу, применяют смесители в виде листа Мёбиуса (а. с. 355940, 548434, 903130, 1001875). При этом вектор силового воздействия в каждой точке соприкосновения рабочего органа с перемешиваемыми продуктами меняет свое направление от 0 до 360° за каждый оборот вала. В этом случае частицы, контактирующие с рабочим органом, приобретают сложную траекторию движения, определяемую уже не тремя степенями свободы, а шестью, причем такой рабочий орган позволяет сократить время одного замеса на 1015 %. Аналогичное решение используемся в ветроколесе (а. с. 868103), где традиционные лопасти заменены лентой Мёбиуса, что позволяет автоматически решить проблемы профилирования, изготовления и эксплуатации ветро-колеса. Под действием ветра за счет упругости металлическая полоса самостоятельно выбирает наиболее эффективный в аэродинамическом отношении профиль. Если не производить традиционное скрепление концов ленты, а навивать перекручивающуюся ленту на вал, то будет получен шнек, обладающий примерно вдвое большей производительностью, чем обычный (а. с. 861214).

8. Наиболее известная функция щеточных конструкций - эффективное регулируемое прилегание к фигурным поверхностям, организация контакта даже при интенсивном износе щетки [102]. Например, развитая поверхность щеточных конструкций позволяет в несколько десятков раз увеличить площадь поверхности теплообмена, что применяется для увеличения теплоотдачи и охлаждения (а. с. 315893, 509314, 1059407). Если поместить цилиндрическую металлическую щетку с радиально расположенной щетиной под пресс, который всесторонне обжимает проволочки друг к другу, то получают вращающийся режущий инструмент - иглофрезу, способную обрабатывать металлы, пластмассу, резину. При этом она никогда не засаливается (даже при обработке цветных металлов), снимая за проход до 5 мм металла и отшлифовывая поверхность до высокого класса чистоты (а. с. 486521, 578949). Геометрия щеточной конструкции иногда позволяет эффективно разрешать противоречия типа: "должен быть проницаемым - не должен быть проницаемым". Щеточные конструкции могут служить простым амортизатором, гасящим удары и вибрации, например, колено трубопровода для сохранения транспортируемых в жидкости предметов изнутри отделывается ворсом (а. с. 1044555). Щеточные конструкции позволяют не только смягчать воздействие от чисто механических нагрузок, но разрушать вредные веполи. "Запутавшись" в щетке, нанесенной на поверхность, скорость потока, а значит и интенсивность воздействия поток-поверхность, резко снижается, например, покрытия (в том числе кавитационностойкие) из искусственного ворса на защищаемой поверхности (а. с.279443, 587242, 1182107). Возможно иное разрушение вредного веполя: расчленение потока щетиной на отдельные элементарные струйки с последующим перемешиванием и взаимогашением этих струек. На такую поверхность, обтекаемую жидкостью или газом, наносят ворс под углом 3045°, что снижает сопротивление трению (а. с. 464716). Для снижения аэродинамического шума воздушный поток можно пропускать через систему зубцов глушителя шума (а. с.515879, 591620). Еще одна функция щетки – рыхлитель или ворошитель разнообразных деталей, например, в загрузочных устройствах (а. с. 287974, 103140) или мешалке для растворов и вязких масс (а. с.316463, 1109114). Щеточные конструкции можно использовать для смешения жидкости и газа, например, если круглая щетка, частично погруженная в воду и вращаемая с трением о преграду, то она может генерировать аэрозоли (а. с. 292676, 1007746, 1028373).

При помощи этой же конструкции возможно и аэрирование жидкости: воздух, заключенный между ворсинками, заносится при вращении в жидкость (а. с. 1037900). Применяя щеточные конструкции можно получать быстроразъемные соединения, например, конструкция типа "репейник" (или "липучка") - поверхности усеянные тысячами мелких крючков, которые хорошо соединяются с любой ворсистой или волокнистой поверхностью (пат. 292261, 316218; а. с. 396015, 419410). Существует возможность не только управлять ворсом с помощью полей, но и наоборот, концентрировать поля на кончиках каждой ворсинки, например, в магнитном сепараторе (а. с. 185780), где определенное соотношение выступов и впадин на поверхности постоянного магнита увеличивает силу притяжения к нему. При воздействии жесткого ворса с поверхностью на кончиках его развиваются высокие удельные нагрузки, что применяется для введения лекарств (а. с. 874066), стимуляции поверхности кожи, обработки древесины (а. с. 852261). Для сбора утренней влаги (росы) прямо из воздуха, применяют ворсистую ленту, натянутую между парой роликов, и при перемотке жидкость отжимается валками и сливается в емкость (а. с. 582800).

9. Спирали и винтовые линии [88,96] - самые патентуемые из всех классических геометрических форм. Формула спирали Архимеда: ρ =  где  - постоянная. Расстояние между двумя последовательными витками спирали Архимеда является величиной постоянной и равной 2 (что легко заметить, глядя на торец рулона листового материала). Логарифмическая спираль образуется при равномерном вращении радиус-вектора, по которому движется точка, причем ее перемещение пропорционально удалению от начала координат. Уравнение логарифмической спирали в полярной системе координат: ρ = ρ_о; где  - постоянная. Если  >1, то спираль развертывается в направлении против часовой стрелки, если меньше - то по направлению часовой стрелки. Винтовая линия постоянного шага образуется при наворачивании плоскости с нанесенной на ней кривой на круговой цилиндр.

Спиральные поверхности используются при изготовлении деталей методом намотки [103], например, корпусов, резервуаров, путем намотки лент, полотнищ, проволоки. Например, предложено (а. с.203924) изготавливать головные уборы путем навивки на основании шнуров диаметром 68 мм, которые затем сшивают между собой. При навивании стенки возможно получение пористого тела, например, путем намотки проволоки с предварительно завязанными на ней узлами (а. с. 874248). Многослойные конструкции или слоеные конструкции, полученные методом навивки, имеют высокую прочность и пластичность (а. с. 85276) и им не грозит хрупкое разрушение, т.к. трещины "застревают" между отдельными слоями. Если необходимо намагнитить крупногабаритную монолитную деталь, то необходим большой и мощный электромагнит, для разрешения противоречия предлагается (а. с. 214960) намагничивать ленту, из которой наматывают деталь. При изготовлении напряженных изделий методом намотки ленты (а. с. 462627) предлагается подвергать внешнюю поверхность ленты пластическому реформированию дробеструйной обработкой, причем этот слой удлиняется и создает постоянный изгибающий момент, направленный на сворачивание ленты, в результате чего образуется дополнительный натяг в каждом витке, что позволяет оболочке эффективнее противостоять внутренним, распирающим ее усилиям. Аналогично изготавливают перекрученный по спирали телефонный провод (а. с. 143852), который после намотки на оправку с одновременным скручиванием относительно продольной оси, его внутренний слой нагревают до температуры, близкой к температуре размягчения пластмассовой изоляции.

Ленточные конструкции можно применять для получения регулируемых отверстий и изделий, например, в газовом эжекторе (а. с. 203139) легко регулируемые скручиванием зазоры между витками необходимы для подачи через них воздуха высокого давления, который разгоняет воздух низкого давления, движущийся по оси скрученной ленты. Для получения газостатической опоры (а. с. 941728) и фильтра (а. с. 1084043) предложено вместо капиллярно-пористых материалов пользоваться мотком ленты с зазором между витками. Ленточные конструкции имеют свойство в десятки и сотни раз увеличивать свои линейные размеры. Например, можно сооружать антены, мачты и другие конструкции путем вытягивания ленты из спирально уложенной катушки (пат. США 3451182). Для увеличения протяженности объекта при заданных габаритах, используют совмещенные объекты, например, в насадке для тепло- и массообменных аппаратов (а. с. 701675), применяют ленточную коническую спираль, сужающаяся часть которой переходит во внутреннюю спираль с два раза большим шагом. Для увеличения компактности возможно применение би-спирали, например, электронагреватель, с целью увеличения отдаваемой мощности, выполнен в виде би-спирали, т.е. спираль закручена еще раз в виде спирали (а. с. 253961).

В плазменно-дуговой центробежной печи (а. с. 852032*) внутренняя поверхность рабочего барабана построена по спирали Архимеда, что позволяет повысить производительность печи, исключает нарушение стабильности горения дуги, повышает качество конечного продукта, уменьшает вынос непроплавленного дисперсного материала, за счет подачи шихты под пленку расплава.