Муниципальная гимназия №30 им. Д.Н. Музалева

Развитие технической системы “унитаз”

Практическая работа по Теории Решения Изобретательских Задач (ТРИЗ)

ученика 11-Ц класса, Нестеренко Алексея

Руководитель: учитель ТРИЗ Нестеренко А.А.

Петрозаводск 2001-2002

Оглавление

Введение    Информационный фонд   ФСА системы Проблемы, полученные в результате ФСА и анализа системы по ЗРТС

Решение некоторых проблем      Выводы   Список литературы

 

Введение

Проблемы канализации занимали человека с незапамятных времен, поэтому система канализации успела развиться до достаточно высокого уровня. Казалось бы, улучшать канализацию нет смысла, необходимо перейти на другой уровень. Целью моей работы как раз и было узнать, насколько еще можно улучшить канализационную систему (КС). Среди всей КС я выделил объекты для подробного анализа: унитаз, систему проведения. Очистные сооружения не были исследованы мною, т.к. это несколько иная область.

Работа производилась в несколько этапов:

    1. анализ исторического развития КС;
    2. выделение задач при помощи ФСА и ЗРТС;
    3. решение некоторых задач;
    4. анализ дальнейшего развития КС.

Информационный фонд

Использовалась литература по истории унитаза, собран фонд изобретений от древнего Египта:

Также изучалась литература по устройству КС.

ФСА системы

Объект: унитаз

ГФ: удобно собрать, лишить запаха, транспортировать в КС отходы жизнедеятельности организма человека.

ОФ: отбросы, вода, человек

ВзнС: система труб КС, люки, ремонт. бригады, водопровод. Система

АлС: горшки, дачные туалеты, раковина, биотуалеты.

АнтиС: системы переработки отходов в удобрения

Структурный анализ: (рис 1)

Унитаз

Система сбора Система смыва Система проведения

1.1. - Собирательная воронка

1.2. - Приспособление для сидения

1.3. - Ароматизатор

 		2.1. – бачок

2.2. – форсунка

2.3. – регулятор форсунки

2.4. – регулятор смыва

2.5. – смыватель, разбавитель (вода)

 3.1. - IN труба

3.2. - U-OUT труба

Анализируем функции пС:

1.1. - собирание отходов (О)

1.2. - удобство сидения (Д)

1.3. - лишение отходов запаха (О)

2.1. - накопление воды для создания давления (В')

2.2. - впрыскивание воды для наполнения (В'')

2.3. - —\\—

2.4. - регулировать впрыскивание воды для смыва (В)

2.5. - смывать, разбавлять отходы (О)

3.1. - поставка 2.5. (В)

3.2. - лишение отходов запаха, дезинфекция (О)

Анализируем ресурс Ф:

Система смыва - сильно затратная ТС, эффективность может быть повышена лишь незначительно без перехода на новый принцип;

бак - сильно затратное решение, прогоняет большое количество воды, нуждается в ликвидации;

Система управления впрыскиванием - на данный момент имеет дефекты, ограничений на идеализацию нет;

форсунка - эффективность может быть повышена тем же Фэффектом (или др.) до опр. уровня, дальнейшее повышение невозможно без энергозатрат;

Собирательная система - дорогая (материал), достаточно проста по конструкции, цена может быть понижена без ограничений, эффективность не может быть повышена без перехода на новый принцип;

гальюн - эффективность может быть повышена заменой материала, изменением формы, следующая стадия - переход на микроуровень, возможно подлежит ликвидации;

приспособление для сидения - подлежит ликвидации или объединению с гальюном;

аэрозоль - мало разработанная система, подлежит объединению с ВзнС, с унитазом, эффективность может быть повышена постоянным его присутствием;

Система проведения In\Out - дефекты могут быть устранены.

Проблемы вредных воздействий в ФСА:

человек <—> отходы: запах, неприятный вид отходов

человек <—> гальюн: неудобно сидеть.

Прогнозирование с точки зрения ЗРТС:

  1. Унитаз находится практически на вершине кривой развертывания - свертывания, прежде чем начать свертывание, необходимо “довести его до вершины”.

Законы, на которые нужно опираться сейчас: динамизация, увеличение идеальности;

Законы, при помощи которых нужно начинать свертывание: переход на микроуровень, идеализация (путем свертывания).

  1. Однако канализационная система на стадии развертывания (т.к. унитаз - РО КС, он развивался с опережением. Следовательно, для ее развития необходимо выполнение законов полноты частей, согласования, динамизации.

Проблемы, полученные в результате ФСА и анализа системы по ЗРТС

    1. бак нуждается в ликвидации или переходе на новый принцип;
    2. необходимы затраты энергии на эффективный смыв;
    3. слишком дорого использование большого количества растворителя;
    4. возможно устранение смыва как такового;
    5. необходимо улучшить систему освежения и дезинфекции.

Решение некоторых проблем

    1. наборный бак не нужен, если:

      2. а) не нужно создавать P(H20) для смыва;

      б) отходы САМИ создают условия собственного смыва;

      в) условия для смыва создают

      при максимальном использовании мощности водопроводной системы и правильного расположения 1й или 2х форсунок возможна организация смыва без бачка.

    2. необходимы затраты энергии на эффективный смыв

использование сопутствующих источников Е (ВПР):

    1. слишком дорого использование большого количества растворителя

Решение по АРИЗу:
    1. ТС для сбора и транспорта в канализационную сеть; если использовать много растворителя, то транспорт облегчен, но велики затраты; и наоборот.
    2. Инструмент - разбавитель, Изделие - отходы;

      3. +++++++++++++> затраты разбавит. <-------------------

    3. мало разбавителя много разбавителя

      4. -------------------> облегченный транспорт <+++++++++

    4. Главный конфликт - выделен.
    5. Если вообще нет разбавителя, то нет затрат на разбавление, но невозможен транспорт отходов.
    1. ОЗ - место, где отходы касаются стенок провода
    2. ОВ - время касания стенок провода
    3. ВПР
    1. ВнутриС Р - отходы, трубы, разбавитель, Физэффекты течения жидкости в трубах (воронка, обратная воронка, турбулентность, з-н Паскаля).
    2. ВнеС Р - электрификация, водопровод, ресурсы человека.
    3. нС - вода, воздух, солнце, ветер, земля.
    1. Х-элемент, абсолютно не усложняя канализационную систему и не вызывая вредных воздействий, делает возможным транспортировку отходов в пристеночных местах во время касания отходов, <не используя>/<не загрязняя> больших количеств разбавителя.
    2. Подставляем в 3.1. : “отход”, “трубы”, “разбавитель + добавки”.
    3. “Пристеночные” места должны снабжаться разбавителем, чтобы уменьшить тр-я и не должны, чтобы не было затрат растворителя.
    4. Молекулы пристеночного места д. касаться несильно связанных частиц, чтобы улучшить течение, и д. касаться сильно связанных частиц, чтобы не тратить молекулы разбавителя.

Разрешение на основании микроФП, макроФП и ИКР:
    1. Снижение трения, можно добиться другими эффектами без затрат растворителя, на пристеночных местах: акустическое влияние (~50Hz - частота сетевого напряжения), электролиз отходов (продольное разделение стенки трубы на катоды и аноды) => на стенках идет разжижение за счет хим\реакции.
    2. необходимо снабжение растворителем ТОЛЬКО пристеночных мест, создать определенное давление водоотходной смеси
    1. возможно устранение смыва как такового

необходим переход к другому принципу канализации:
    1. необходимо улучшить систему освежения и дезинфекции.

Предложено решение по замене воды на универсальное вещество, разделяющее наше и канализационное пространства, которое должно:
    1. пропускать и не растворять отходы
    2. плавать над водой
    3. дезинфицировать хорошо
    4. быть безопасным в обращении
    5. и др.

Выводы

Как видите, полученные решения не обладают высокой степенью новизны. По моему мнению, это связано не с низким качеством решения задач, а скорее с определенной целью моих исследований: мне необходимо было не перейти к новой системе унитаза и канализации, а насколько можно развернуть систему. Следующим этапом могло бы быть свертывание системы, но это, на мой взгляд, преждевременно на данном этапе развития системы канализация.

Список литературы

  1. Дерзкие формулы творчества./ Сост. А.Б. Селюцкий. - Петрозаводск: Карелия, 1987.- (Техника - молодежь - творчество).
  2. Иванов Г.И. Формулы творчества, или как научиться изобретать: Книга для учащихся старших классов. - М.: Просвещение, 1994.
  3. Правила игры без правил./ Сост. А.Б. Селюцкий. - Петрозаводск: Карелия, 1989. - (Техника - молодежь - творчество).
  4. Шанс на приключение. ./ Сост. А.Б. Селюцкий. - Петрозаводск: Карелия, 1991. - (Техника - молодежь - творчество).
  5. Александр Липков. История сортира.//Совершенно секретно.2001.№8

На оглавление