1.5 Основные этапы патентных исследований

На примере (прил. В) рассмотрены основные этапы поиска, включающие [2]:

– поиск и отбор патентной и научно-технической информации, относящейся к теме дипломного проекта;

– систематизацию и анализ отобранной информации;

– подготовку выводов;

– составление отчета о патентных исследованиях.

1.6 Задания на проведение патентных исследований

Объект для проведения патентных исследований выбирается из области машин и аппаратов различных отраслей предприятий пищевой промышленности РФ совместно с преподавателем ведущим данную дисциплину.

8

Практическое занятие №2

Решение изобретательских задач

При решении задач, приведенных ниже, необходимо пользоваться лекционным материалом и рекомендуемой литературой [1, 2, 6].

Задача №1

Вентиляционные трубы есть во всех жилых и производственных зданиях. Через них выходит наружу отработанный воздух. Однако зимой они обмерзают, на внутренней поверхности образуется наледь от конденсирующейся влаги отходящего воздуха, которая может перекрыть всё сечение трубы. Придумано множество механических устройств удаляющих наледь, но все они ненадёжны. Они сами обмерзают, требуют обслуживания. Нужны новые идеи.

Задача №2

При монтаже панельных домов приходится соединять трубы, заранее заложенных в отдельных элементах. Проще всего соединять пайкой, но из-за неточностей монтажа зазоры между соединяемыми трубами могут достигать нескольких сантиметров, а для пайки нужны малые капиллярные зазоры, чтобы в них удерживался припой. Как быть?

Задача №3

Одно из слабых мест в автомобиле – аккумулятор. Если он немного «подсел», то автомобиль не завести в первый момент: аккумулятор должен отдать большую энергию, чтобы провернуть тяжёлый мотор, при этом его напряжение падает настолько, что он не в состоянии дать искру для зажигания. Как быть?

Задача №4

Энергетические установки окутаны хитросплетением труб и трубочек, каждая из которых периодически проверяется на герметичность. Для этого в трубу подают гелий и к каждому сварному шву и соединению прикрепляют датчик специального газоанализатора. Метод продолжительный во времени и

9

малоэффективный. Приходится наугад размещать датчики во всех местах в поисках утечки гелия. Кроме того гелий – дорогой газ, хранится в громоздких баллонах, их нужно перемещать и т.д. Хорошо бы было использовать воздух, но как определить место его выхода, ведь кругом тоже воздух.

Задача №5

Необходимо изготовить для лаборатории керамический сосуд, в стенках которого имеются каналы сложной формы. Для этого ещё при формировании в изделие вкладывают проволоку нужного диаметра, которую после обжига вытягивают. Но вот понадобилось получить в стенках тонкие капиллярные каналы диаметром 0,01 мм. При удалении такой тонкой проволоки, она рвется. Как быть?

Задача №6

При изготовлении пластмассовых деталей литьём из термопластов остаётся много отходов, т.е . пластмассы, заполнявших центральный литник и литниковые каналы. Это ресурс который можно использовать. Как?

Задача №7

Из под кожуха шлифовального станка, установленного в помещении, выбивается тончайшая пыль. Частицы так малы, что часами висят в воздухе, дышать ими очень вредно. Ни один фильтр не удерживает эту пыль. Нужно очистить воздух от пыли. Как это сделать?

Задача №8

В трубе течёт вода. Но имеются отверстия, сквозь которые бьют струи воды. Нужно устранить течь, но по производственным причинам нельзя отключать магистраль. Заплату приваривают под давлением воды. Сварка идёт нормально, пока не доходит до самого последнего участка сварного шва. Когда происходит попытка его заварить, струя воды «выдувает» расплавленный металл и устранить течь не получается. Как быть?

10

Задача №9

Турбореактивные двигатели плохо переносят перевозку железнодорожным транспортом. Толчки на рельсовых стыках могут привести к непоправимому повреждению подшипников качения, на которые опирается ротор. Чтобы этого избежать, ротор необходимо всё время вращать, хотя бы с небольшой угловой скоростью. Как быть?

Задача №10

При перевозке сжиженных газов в сосудах Дьюара из-за плескания при толчках повышается вскипание этих газов. Известны способы устранения плескания. Например, в русских деревнях на поверхность воды в вёдра клали фанерные кружки, и вёдра несли на коромыслах без опасения выплеснуть воду. Но у сосуда очень узкое горлышко. Было предложено насыпать на поверхность жидкого газа пенопластовые шарики. Однако это привело к увеличению испарения: шарики при толчках окунались, выскакивали вверх, вынося жидкость. Как быть?

Задача №11

На производстве для зачистки деталей используют вращающийся фанерный круг, к которому маленькими гвоздями прибит кусок абразивной бумаги. Всякий раз, когда бумага износится, необходимо останавливать станок, вытаскивать гвозди, забивать новые. Как ускорить работу?

Задача №12

При изготовлении стальных труб очень важно отрезать от слитка за готовку точно заданного веса – тогда все трубы будут иметь одинаковую длину. А слитки имеют разные размеры и форму. Как быть?

Задача №13

Зажигание топлива в цилиндре двигателя внутреннего сгорания зависит от того, насколько оно хорошо распылено, смешано с воздухом, и от эффективности ионизации и нагрева смеси проскакиваемой при зажигании

11

электрической искрой. Как можно улучшить зажигание за счёт имеющихся ресурсов?

Задача №14

Для экономного полива воду нужно очень мелко распылить. Но вылетающие из распылителя мельчайшие капельки слипаются друг с другом, образуя капли побольше, что нежелательно. Как быть?

Задача №15

Мелкие детали из керамики или цветных металлов при шлифовке приклеивают к столу шлифовального станка при помощи специальной смеси канифоли и парафина. Это дорого и трудоёмко. Чем заменить приклейку?

Задача №16

При ремонте высоковольтных линий передач, иногда возникают неопределённые ситуации, вызывающие тяжёлые последствия. Скажем, ремонтник при включении тока (после устранения неисправностей) забыл одеть резиновые перчатки. Или другой рабочий не видя работающего включил ток и т.д. Необходимо предложить эффективный способ защиты от напряжения электрического тока, такой, чтобы даже при желании рабочий не мог притронутся к проводу под током.

Задача №17

Существуют вибрационные машины с дисбалансными вибраторами, на валу электродвигателя посажен дисбаланс (маховик со смещённым к краю центром тяжести). Чем больше добавочный груз, и чем дальше его центр тяжести от оси вращения, тем больше момент инерции несбалансированной массы маховика, и тем выше эффективность работы вибратора, но тем труднее раскрутить маховик. Приходится ставить электродвигатель, мощность которого превышает во много раз требуемую для работы. Конструкция маховика: полый цилиндр с расположенным внутри дисбалансным грузом. Как обеспечить высокоэффективную работу вибратора при минимальной мощности электродвигателя?

12

Задача №18

Одно из наиболее опасных и катастрофичных разрушений нефтепроводов – быстрое развитие гигантской трещины вдоль трубы. Длина трещины может достигать десятков километров, а её скорость распространения сотен метров в секунду. Причины возникновения и развития таких трещин пока плохо известны.

Задача №19

При бурении глубоких скважин надо знать состояние зубьев инструмента, вгрызающихся в породу (не сломался ли зуб). Не зная этого приходится работать в слепую, время от времени заменяя на всякий случай инструмент на новый, очень трудоёмкая операция. Нужна идея простого способа контроля состояния инструмента.

Задача №20

У двигателей внутреннего сгорания цилиндр изнашивается неравномерно. Поршень двигается возвратно – поступательно и превращает цилиндр в эллиптическую бочку. Ремонт достаточно дoрог и требует много времени. Найти способ уменьшения неодинакового износа цилиндра.

Задача №21

Изготовлен прибор, которому предстоит работать в жидкой кислой среде. Для предохранения прибора от воздействия кислоты на металлическую поверхность прибора нанесено полимерное покрытие. Как проверить, нет ли в этом покрытии сквозных микроотверстий. Известен способ, по которому проверяемая поверхность покрывается люминофорной или люминесцентной взвесью. После промывки взвесь остаётся в трещинах, если они есть. Но этот способ в данном случае не подходит, так как он обнаруживает любые трещины, в том числе и несквозные, а нужно обнаружить только сквозные. Нужен способ, который позволял сразу определять приборы с непригодным покрытием.

13

Задача №22

Необходимо у керамического сосуда сделать у самого края горловины несколько отверстий. Пробовали просверлить их, но материал оказался очень хрупким. И из 3-х сосудов 2 раскололось. Нельзя рисковать последним, но отверстия нужно сделать, как быть?

Задача №23

Во время работы экскаватора на его ковш налипает грунт. Ёмкость ковша используется неэффективно. Как сделать, чтобы грунт не налипал?

Задача №24

При измельчении мяса выжимается сок, на нож наматывается плёнка. Если ослабить давление ножа на мясо, то сок не выжимается, но и мясо не перемалывается. Как быть?

Задача №25

Процесс сверх точной шлифовальной обработки включает две фазы: снятие припуска и выглаживание детали до получения однородности и высокой точности поверхности. Для первой фазы необходим мягкий брусок с относительно крупным зерном, а для второй – твёрдый брусок с мелким зерном. Совместить эти требования в одном бруске, найти оптимальную структуру не удаётся. А замена брусков в процессе обработки недопустима – теряется точность обработки. Как быть?

Задача №26

При строительстве нефте- и газопроводов нужно быстро определить качество сварных швов. Старый способ рентгенографического контроля требует сутки на звено труб длиной 36 м, а за сутки успевают сварить сотни километров. Новая компактная высокопроизводительная ультразвуковая установка удобна в обращении. Нужно прижать к шву щуп с шариком на конце и провести по всей длине , как шариковой ручкой по бумаге, но безошибочные показания будут в том случае, если шарик ни разу не оторвётся от поверхности шва, т.е., между

14

шариком и швом не будет прослойки воздуха. Поверхность шва очень неровная. В зарубежных установках для этого шов поливают водой, несколько литров на одни шов. В наших условиях это не подходит, установка станет громоздкой из-за бака с водой, да и вода зимой замерзает. Как быть?

Задача №27

В крупу иногда попадают личинки и яйца вредителей, естественно их нужно обезвредить до расфасовки крупы. Лучшее средство нагрев до 65 градусов, но выше крупу нагревать нельзя. Обеспечить же точную температуру при высокой производительности никак не удавалось: тонкий слой на противне не прогревался или подгорал снизу, а тонкий слой слишком снижал производительность установки. Пробовали применять и другие способы нагрева больших объёмов крупы, в том числе и продувку горячим воздухом слоя крупы через сито. Всё равно крупа портилась из-за местного перегрева. Нужен надёжный и производительный способ.

Задача №28

Воздушная линия электропередачи проходит через местность, в которой иногда сильно повышается температура. При этом от теплового нагрева провода удлиняются и опасно провисают. Известны различного рода натяжные компенсаторы, но они усложняют строительство и эксплуатацию ЛЭП. Предложено сделать опоры ЛЭП выше на 5 – 7 метров, однако это резко повысило стоимость сооружения линии. Как быть?

Задача №29

Судовые краны отличаются от наземных тем, что они не имеют твёрдой опоры и при выносе тяжёлого груза за борт, могут опрокинутся вместе с судном. Поэтому нужна какая-то хитрая система. Когда стрела крана поворачивается и тяжёлый груз всё дальше отходит от центра судна, в это же время должна быть возвратная масса противовеса на противоположном борту. При обратном движении груза противовес должен уменьшатся, т.е. противовес не должен быть постоянным, он должен то увеличивается, то уменьшаться. Как быть?

15

Задача №30

Выхлопные трубы тяжёлых автомобилей имеют большой диаметр, поэтому их надо закрывать колпаком во время стоянки для предотвращения попадания в них загрязнений и посторонних предметов. Съёмные крышки быстро теряются и неудобны в обращении, откидывающиеся под действием выхлопных газов не эффективны, так как шарниры или пружины крепления забиваются копотью и грязью и перестают работать. Нужна крышка, работающая с абсолютной надёжностью.

16