Алюминий
производят методом электролитического разложения окиси алюминия. Это для химии –
окись, а общетехническое название – корунд. А в алюминиевой промышленности -
глинозем. Белый, как мука, мелкодисперсный порошок. В воздух поднимается весьма
охотно. Абразивность – что еще можно сказать, если слово «корунд» говорит само
за себя? При контакте с влагой ведет себя как обычный цемент. Текучесть
высокая, неожиданно высокая. Если в бункере с глиноземом имеется резьбовое
отверстие с ввернутой в него пробкой или обыкновенным болтом, то глинозем
вытекает по резьбе лучше, чем это могла бы делать вода. Помогает только посадка
«на краску».
Согласно технологическому процессу глинозем
требуется доставить со склада к электролизеру и там обеспечить дозированную
подачу. Это достигается двукратной перегрузкой глинозема – сначала в транспорт,
а затем в бункер, расположенный на электролизере. Естественно, выполнение этих
операций сопровождается пылением. Вспомните классический образ мельника – в
муке с головы до пят! Здесь примерно то же самое.
Административное
противоречие было сформулировано четко: «Наблюдается пыление при перегрузке
глинозема – надо как-то с этим бороться»!
Первая наша реакция – применить пневмотранспорт. Не тут то было! Трубы
становятся неодолимым препятствием для кранов и обрабатывающей техники. При
остановке любого из сотни находящихся в производственном корпусе электролизеров
на ремонт его надо демонтировать и увезти. Этого не удастся сделать без
остановки пневмомагистрали, что неизбежно парализует работу всего корпуса. А
что делать с магистралью в случае перебоя с электропитанием? Осевший в трубах
глинозем не поднять. Серьезную техническую проблему представляет осушка
воздуха. Влажность должна быть близкой к нулю, иначе влага попадет в глинозем и
на первом же повороте трубопровода образуется пробка!
Это еще не все проблемы. Глинозем надо подавать в электролизер дозами.
Сколько придумано способов, сколько имеется патентов, сколько испытано
различных дозаторов, но работоспособного метода пока нет.
Я пытался решить задачу (правильнее сказать - комплекс задач) при помощи
АРИЗ-85В. Уж сколько раз его прокрутил, не счесть! Но решение АРИЗ все–таки
дал.
В чем суть полученного решения?
Ясно, что конфликт между глиноземом и механическими устройствами
происходит по простой причине. Главное средство обеспечения работоспособности
(подвижности) любого механизма – зазоры в сопряжениях. Глинозем попадает в эти
зазоры и делает механизм неработоспособным. Коли так, надо нейтрализовать эту
способность глинозема, разорвать вредный веполь. Далее буду называть глинозем
термином «порошок».
При работе механизма (к примеру, дозатора) порошок находится в
непосредственном контакте с деталями, но в то же время не должен контактировать
с ними. Типичное физическое противоречие.
Решение – пусть дозатор контактирует не с глиноземом, а с капсулами,
содержащими глинозем. Условия работы дозатора радикально изменятся. Но дозатор
должен как-то отсекать заданный объем – таков принцип его работы. При отсечке
часть капсул будет разрушена и мы снова получим пыль… Следовательно, дозатор
должен работать на ином принципе – он должен считать капсулы с глиноземом. В
дальнейшем был сделан вывод – в дозаторе нет нужды, если капсула будет
содержать ровно одну порцию порошка. Подача таких капсул может производиться
простейшим механизмом – отсекателем или чем-то аналогичным.
Вначале появилась идея использовать капсулу в виде алюминиевой
консервной (пивной) банки. Но такая форма неэкономична, а вот шарообразная
форма потребует меньшего расхода алюминия. Вот и появилось изобретение,
решающее одновременно две проблемы – исключение пыления и обеспечение
дозировки. Естественно, что идея меня захватила и я с удвоенной энергией стал
прокручивать АРИЗ далее – ведь эти красивые шарики еще как-то надо изготовить.
Первая мысль – штамповать полушария, заполнять их порошком, а затем
закатывать, как консервные банки или сваривать друг с дружкой. И то и другое
сложно, дорого и малопроизводительно. Не пойдет такой способ!
С помощью АРИЗ пришел к другому решению - засыпать порцию порошка в
пластиковый пакет и погрузить в ванну с жидкостью. Получим равномерно сжатую
давлением жидкости со всех сторон порцию порошка, которая будет иметь какую
угодно форму, только не шарообразную. Положение можно исправить воздействием
механических колебаний (через жидкость) на наш пакет. При этом находящийся
внутри пакета порошок под совместным действием гидростатических сил и колебаний
жидкости будет вести себя подобно жидкости. В результате порция примет
шарообразную форму, в которой порошок к тому же будет уплотнен вибрацией – это
как раз то, что нам нужно! Но после снятия колебаний пакет обязан сохранить эту
форму. Надо, чтобы материал пакета мог затвердеть, к примеру, под действием
нагрева. Итак, жидкость в ванне должна быть горячей, а материал пакета от
температуры должен за время обработки пакета «закостенеть». Наверное, среди многих
тысяч наименований синтетических материалов можно найти материал и с такими
свойствами.
А как же быть с алюминиевой оболочкой? АРИЗ снова дает неожиданный ответ
– пластиковый пакет должен быть оклеен внутри алюминиевыми частицами (может
быть, опилками?). Если отформованную в таком пакете порцию порошка (с
определенной скоростью) пронести сквозь индуктор, то опилки спекутся и образуют
алюминиевую «корочку» - оболочку. Пластик под действием высокой температуры
разрушится, готовый шарик упадет и скатится в приемник, а оставшийся от
пластикового пакета хвостик уедет дальше по конвейеру. Захват конвейера,
который удерживал пакет, в конце конвейера отпустит хвостик. Хвостик упадет в
заранее приготовленную емкость. Остается вопрос – откуда взялся конвейер?
Ответ: чем же еще перемещать пакеты по высокопроизводительной технологической
линии, не руками же! Тиражирование (рядами, этажами) такой линии позволит
достичь любой требуемой производительности.
Пожилой, умудренный
опытом эксперт внимательно выслушал мой рассказ и сказал: «Пока слушаешь – все
хорошо, ни один закон физики не нарушается, все выглядит реальностью. Когда же
представишь все вместе – фантастика, и только»!
А
действительно, почему так? Дело в неспособности ТРИЗ давать
решения привычно низкого уровня? А может быть, ответ кроется в катастрофически
низком уровне мышления ИТР? В таком случае логично предположить, что у меня
катастрофически высокий уровень мышления. Как одна бабка говаривала: «Такий
умный, такий умный, аж дурний»!
